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.2008年9月16日；105（37）：14076-81。
doi:10.1073/pnas.0805206105。 Epub 2008年9月9日。

人类乳腺细胞类型特异性DNA甲基化模式

诺加·布鲁斯坦-钦龙 1, 姚军（Jun Yao）, 埃里克·L·斯奈德, 米歇尔·希皮钦, 劳伦·坎贝尔, 森杜赖A Mani, 胡敏（音）, 陈海燕, 瓦迪姆·乌斯特扬斯基, 杰西卡·安托西维茨, 佩德拉姆·阿加尼, 马克·哈卢什卡, 詹姆斯·汤姆森, 保罗·法鲁, 安吉尔·波加多, 萨拉斯瓦提·苏库马尔, 拉蒙·帕森斯, 安德烈亚·理查森, 玛莎·R·斯坦普弗, 丽贝卡·S·盖尔曼, 塔蒂亚娜·尼科尔斯卡娅, 尤里·尼科尔斯基, 科内利亚·波利亚克
附属公司

人类乳腺细胞类型特异性DNA甲基化模式

诺加·布鲁斯坦-钦龙等。 美国国家科学院程序. .

摘要

细胞的身份和分化是由表观遗传程序决定的。这些程序在正常人类乳腺上皮中的特征及其与干细胞中的相似性尚不清楚。为了开始研究这些问题，我们使用MSDK（甲基化特异性数字核型分析）和SAGE（基因表达系列分析）分析了乳腺上皮细胞不同亚群的DNA甲基化和基因表达谱。我们确定了乳腺癌子集中保持的离散细胞型和分化状态特异性DNA甲基化和基因表达模式，并与临床相关的肿瘤亚型相关。CD44+细胞是最低甲基化和高表达的几种转录因子，具有已知的干细胞功能，包括HOXA10和TCF3。与MSDK分析的未分化人类胚胎干细胞（ES）相比，BMP4处理的BMP4中许多基因也发生了低甲基化。进一步强调胚胎和乳腺上皮细胞的表观遗传程序的相似性，相对于分化程度更高的CD24+细胞，CD44+中高表达的基因在ES细胞中显著富集为Suz12靶点。FOXC1是一种在CD44+细胞中高度表达的低甲基化转录因子，其表达在分化的乳腺上皮细胞中诱导了祖细胞样表型。这些数据表明，表观遗传控制的转录因子在调节乳腺上皮细胞表型方面发挥着关键作用，并暗示了定义祖细胞特征的表观遗传程序之间的相似性。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突声明：K.P.接受诺华制药公司的研究支持，并担任其顾问。K.P..还接受Biogen-Idec的研究支持并担任Aveo Pharmaceuticals，Inc.和GeneGo Inc.M.H.，N.B.Q.的顾问。，根据DFCI的政策，K.P.提交了关于MSDK方法和本手稿中描述的结果的专利申请。V.U.、T.N.和Y.N.是Genego Inc.的员工。

数字

图1。
图1。
各种乳腺上皮细胞的富集和表型。(一个)树状图描述了由来自多个独立病例的CD44+、CD10+、MUC1+和CD24+细胞制备的SAGE文库的相关性。聚类热图的选定部分表示富含管腔细胞（CD24+和MUC1+）和基底/祖细胞样细胞（CD44+和CD10+）的基因。每行代表一个标签，并标有与该标签最匹配的基因的符号。红色和绿色分别表示高表达水平和低表达水平。(B类)CD44+细胞和其他三种细胞类型之间差异表达基因的基因本体富集分析。使用Fisher Exact检验，将CD44+中相对于CD24+（蓝色）、CD10+（绿色）和MUC1+（黄色）细胞高度表达的基因的本体术语与CD44+细胞中表达的其他基因的本体词汇进行比较。显著丰富的本体术语用相对丰富倍数表示为P值的负对数。其他代表性菌落中细胞类型特异性标记的免疫荧光分析(C类)和CD44+(D类)细胞在二维培养条件下。
图2。
图2。
细胞类型特异性DNA甲基化模式及其功能意义。(一个)MSDK分析每种细胞类型的任意低甲基化评分。(B类)CD44+细胞和其他三种细胞类型之间差异甲基化基因的基因本体富集分析。使用Fisher Exact检验，将CD44+中相对于CD24+（蓝条）、CD10+（绿条）和MUC1+（黄条）细胞的低甲基化基因的本体术语与CD44+细胞中表达的其他基因的本体词汇进行比较。显著丰富的本体术语以相对丰富倍数表示为负对数P（P）值。灰色虚线表示统计显著性（1.3）。(C类)通过使用来自CD44+（红色条）、CD10+（绿色条）、MUC1+（黄色条）和CD24+（蓝色条）细胞的亚硫酸氢处理DNA，qMSP对选定基因的MSDK结果进行验证。每列代表不同的个体。年-轴表示相对甲基化水平归一化为ACTB。P（P）数值表明了不同细胞类型之间观察到的DNA甲基化差异的统计意义。(D类)从乳腺肿瘤和正常乳腺分离的CD44+和CD24+细胞中指示基因甲基化的qMSP分析。这个年-axis表示CD24+和CD44+细胞中qMSP值的ln比率。PE、胸腔积液、IDC、浸润性导管癌。颜色表示不同的样品。
图3。
图3。
差异甲基化基因的表达。(一个)用于甲基化研究的同一组细胞中指示基因的qRT-PCR分析。颜色表示如图2所示的单元类型。规范化为RPL19的相对表达水平在年-轴。“U”（非甲基化）和“M”（甲基化）表示每个细胞类型中基因的甲基化状态，以及第页-数值表明所分析的细胞类型之间的表达水平差异具有统计意义。基因名称旁边的数字表示阿斯克I位点相对于转录起始位点的位置。“CpG岛”表示阿斯克所分析的现场位于预测的CpG岛内。(B类)与CD24+细胞相比，CD44+高表达基因与Suz12靶点之间的关系。SAGE表达比率由红色和绿色阴影分别表示上调和下调基因。黄色条表示阈值比率（2倍差异）。基因是根据其折叠差异排序的。Suz12靶基因由黑色条表示，右侧面板显示其密度和对应第页-基因列表中的值。(C类)正常人乳腺组织中指示基因表达的免疫组织化学分析。(D类)对HOXA11和CD44v6表达进行双重免疫组织化学染色，以证明同一细胞中两个标记物共存（红色箭头）。插图显示放大倍数更高的图像。
图4。
图4。
FOXC1的作用。(一个)感染对照组或表达FOXC1的逆转录病毒后MCF12A乳腺上皮细胞的形态和E-cadherin的表达。(B类)FOXC1表达增加MCF12A细胞的迁移和侵袭。(C类)对表达FOXC1的MCF12A细胞和正常CD44+祖细胞样细胞中的指示基因进行qRT-PCR分析。这个年-轴表示FOXC1+和CD44+细胞中指示基因与对照细胞和CD24+细胞相比的折叠诱导。
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