DNA甲基化检测方法PPT学习教案

会计学1DNA甲基化检测方法甲基化检测方法DNA甲基化检测方法总览第1页/共73页基于重亚硫酸盐转化的方法基于重亚硫酸盐转化的方法(金标准金标准)不基于重亚硫酸盐转化的方法不基于重亚硫酸盐转化的方法第2页/共73页 基于重亚硫酸盐转化的方法基于重亚硫酸盐转化的方法质谱分析质谱分析水解核苷酸质谱分析第3页/共73页第4页/共73页第5页/共73页用于甲基化分析的样本常常是混合样本，不适合直接直接进行sanger测序分析第6页/共73页第7页/共73页图图6 PMVK基因扩增产物反向测序结果基因扩增产物反向测序结果第8页/共73页图图7 TRIB3基因扩增产物正向测序结果基因扩增产物正向测序结果第9页/共73页应用二：应用二： 重亚硫酸盐转化后PCR克隆测序(Bisulfite-sequence PCR，BSP)第10页/共73页第11页/共73页 注： A：癌组织；B：癌旁组织；：未甲基化；：甲基化43A43BM43AE43A43BE43B(369bp)43BBSP克隆测序结果第12页/共73页BSP克隆测序甲基化率三维图形第13页/共73页优点:能准确的检测出每个DNA分子单倍体型的 甲基化状态，同时能分析不同CpG位点之间 的甲基化状态的联系。缺点：需要对PCR产物克隆，操作繁琐，费时费 力，克隆子的数目影响结果的准确性。 测序重复性差。第14页/共73页应用三：应用三：甲基化特异性PCR (methylafion-specific PCR，MS-PCR)第15页/共73页第16页/共73页第17页/共73页100150200250MSP法检测抑癌基因法检测抑癌基因RASSF1A启动子区的甲基化启动子区的甲基化图图 MSP检测组织切片检测组织切片DNA甲基化状态电泳图片甲基化状态电泳图片甲基化特异性甲基化特异性PCR（MSP）结果，）结果，U为非甲基化，为非甲基化，M为甲基化为甲基化。第18页/共73页 MSP扩增产物凝胶电泳图注：注：M表示表示 甲基化，甲基化，U表示未甲基化表示未甲基化 B1-B6B1-B6为高脂血症组六例标本，为高脂血症组六例标本，D1-D1-D5D5为正常对照组五例标本；为正常对照组五例标本； H H2 2O O为阴性对照；为阴性对照；m m为为50bpMarker50bpMarker。SREBP-1SREBP-1基因启动子区基因启动子区CpGCpG岛甲基化状态岛甲基化状态第19页/共73页只能了解部分位点的甲基化状态。第20页/共73页优点：增加了重亚硫酸盐转化和DNA复性的质控对照 避免了电泳、酶切等操作缺点：PCR bias第21页/共73页应用四应用四：结合重亚硫酸盐的限制性内切酶法(combined bisulfite restriction analysis，COBRA)第22页/共73页第23页/共73页甲基化甲基化特异性特异性的限制性内切酶的限制性内切酶(MDRE)：可以识别甲基化的胞嘧啶可以识别甲基化的胞嘧啶甲基化甲基化敏感性敏感性的限制性内切酶的限制性内切酶(MSRE)：可以识别甲基化的胞嘧啶可以识别甲基化的胞嘧啶第24页/共73页第25页/共73页图图 1-1 MSRE-PCR1-1 MSRE-PCR原理图原理图注：左图DNA无甲基化, DNA被切断, 无法得到PCR产物; 右图DNA有甲基化, DNA保持完整,可以获得PCR产物.第26页/共73页采用甲基化敏感性限制性内切酶技术结合PCR的方法（MSRE-PCR）筛选在肝癌与癌旁组织中有甲基化差异的基因。第27页/共73页图1-3：DNM基因琼脂糖凝胶电泳图M21AE 17B 17BE17A 17AE21A空21B21BE100bp250bp150bp400bp500bp注：M：Marker；E：加酶体系；A：癌组织；B：癌旁组织；空：水空白第28页/共73页酶识别位点内含有一个及以上CpG位点应用条件：第29页/共73页第30页/共73页第31页/共73页应用五：应用五：Restriction Digestion and Real-Time PCR(qAMP)第32页/共73页基本步骤基本步骤第33页/共73页举例：The evalution of differentially methylated region(MDR) of imprinted gene U2af1-rs1,in testis and liver of mousePrimer are designed to flank Notl(N),Hhal(Hh),and McrBc(M)Restriction sites in the DMR region.第34页/共73页Liver and testis genomic DNA templates are PCR amplicated following digestion with no enzyme(sham),Notl,Hhal(Hh) or McrBc.Amplication using a second primer pair that has been designed to a sequence devoid Of restriction sites demonstrates that the templates are of equal concentration.第35页/共73页The difference in the Ct value of an enzyme-digested templaterelative to the sham-digested template determinates the levelsof DNA methylation in each tissue.MSREMDRE第36页/共73页应用六应用六析方法析方法第37页/共73页第38页/共73页第39页/共73页第40页/共73页第41页/共73页第42页/共73页第43页/共73页第44页/共73页第45页/共73页第46页/共73页第47页/共73页Base-Specific Cleavage第48页/共73页Primer Extension Methods第49页/共73页第50页/共73页第51页/共73页质谱法检测的优势： 灵敏度准确性高。 操作较简便。局限性： DNA样本要求纯度较高，提取过程中的小离子，未消化完全的蛋白，RNA对结果有干扰作用。 需用质谱仪。第52页/共73页第53页/共73页扩增基因组DNA样本重亚硫酸盐转化ExoSAP消化PCR引物延伸加入SNP引物和SNaPshot MixSNP引物延伸(加入ddT或ddC)SAP处理分析310/3100样本准备加入GS120LIZ内标ABI310/3100电泳选用E5和POP4胶 数据分析（GeneScan） 样本分型（Genotyper或GeneMapper ID）步骤第54页/共73页123456这是一个多重SNaPshot的检测结果，总共检测了6个CpG位点，阴影峰代表甲基化的C，空白峰代表未甲基化C。位点1、2和4显示大约50%的甲基化率，而位点3、5和6显示0的甲基化率。第55页/共73页第56页/共73页HRMHRM技术： 用于筛选大量样本，获得感兴趣的CpGCpG位点 鉴定感兴趣的CpG CpG 岛 。第57页/共73页HRMHRM技术原理技术原理 第58页/共73页HRMHRM技术原理技术原理 第59页/共73页HRM特点 高灵敏性：可检测低达0.1%甲基化程度。 高通量：1次可同时检测不超过384样本，适用于大样本多位点甲基化扫描。 高重复性：重复性100%。 使用范围广：不受碱基位点局限。 操作简便：只需设计特异引物，无须序列特异性探针，无需测序。 标本范围广：可用于新鲜或酒精固定、石蜡包埋的手术标本，也可用于微量的穿刺或活检标本、血液标本、粪便标本等非手术标本的检测。 缺点缺点：检测序列长度不应超过100bp； 只能进行半定量检测第60页/共73页应用十二：焦磷酸测序法 第61页/共73页焦磷酸测序法（Pyrosequencing）第62页/共73页焦磷酸测序法（Pyrosequencing）第63页/共73页焦磷酸测序焦磷酸测序 第64页/共73页焦磷酸测序焦磷酸测序 第65页/共73页焦磷酸测序焦磷酸测序 第66页/共73页焦磷酸测序的优势：焦磷酸测序的优势：灵敏度高，可测到邻近CpG区域的单个甲基化水平，甚至包括测序的引物区域。除常规的检测位点变化情况外，还可准确计算频率变化。 对于检测位点要求低，可检测未知序列信息，覆盖到人类基因组的所有CpG位点；对于样品要求低，适用于新鲜、冷冻和FFPE样本。第67页/共73页第68页/共73页应用十三：Quantification of Methylated DNA by HeavyMethyl Duplex PCR第69页/共73页Principle of HeavyMethyl(A) When the DNA is methylated, the blocker oligonucleotides (solid black) do not bind, leaving the primer binding site accessible for the primers (gray arrows) to bind and amplify the target. The amplication is detected with a methylation specific oligonucleotide probe solid black, labeled with fuorescent dye (F) and quencher (Q) in a 5-exonuclease assay, used here as an example for a real-time detection method. (B) When the DNA is unmethylated, the blocker oligonucleotides bind, blocking the access of the primers to their binding sites. No PCR product is generated.第70页/共73页sample throughput versus genome coverage. sample throughput versus genome coverage. A plot of sample throughput against genome coverage for various DNA methylation techniques. ThroughputThroughput is determined by the number of samples that can be analysed per experiment, based on large eukaryotic genomes. CoverageCoverage is determined by the number of CpGs in the genome that can be analysed per experiment. 不同甲基化检测方法的检测通量第71页/共73页1.筛选Differentially methylated region；课题流程：2.对筛选出的DMR进行测序，验证是否具有甲基化差异性，同时筛选出随龄 变化相关性强的CpG位点；3.检测每个样本CpG位点的甲基化率，做回归分析。做回归分析需要的样本量很大，每个样本需要检测多个CpG位点。基于克隆的Sanger测序需要多个克隆子，操作繁琐，重复性差，成本会很高；焦磷酸测序需要对多个片段进行测序，样本量太大，成本会不小。对单个位点甲基化进行定量分析的方法有很多，个人觉得质谱法质谱法或者Ms-SNuPE可以考虑，RD-qAMP可以避免重亚硫酸盐转化，也可以考虑.其它的几个我感觉不太适合，譬如MS-PCR只能半定量，MethyLight存在PCR bias，BioCOBRA要求甲基化位点酶切位点内，MS-HRM和芯片检测的是片段甲基化状态，CHIP-sequence要求illumina平台。易老师你认为呢？第72页/共73页