5-羟甲基胞嘧啶标记结肠中抵抗癌症中DNA高甲基化的启动子

异常DNA甲基化在肿瘤发生中引起了广泛关注。在本研究中，我们旨在研究结直肠癌（CRC）中从正常组织到肿瘤组织的整体DNA甲基化和羟甲基化的变化及其与预后的关系。癌组织中基因组5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）和5-甲基胞嘧啶的水平显著低于相应的邻近正常组织。正常组织和癌组织中5mC的基因组水平与5hmC显著正相关（均P<0.05）。癌组织中5mC与匹配正常组织的比值（C/N-5mC）与癌组织中5hmC与匹配的正常组织的比率（C/N-5hmC）也呈显著正相关（P=0.01）。5mC水平和C/N-5mC比值随着年龄的增长而降低（均P<0.05）。直肠组织中的5mC和5hmC水平高于结肠组织（均P<0.05）。癌组织中高浓度的5mC和高C/N-5hmC比值均与淋巴结转移相关（均P<0.05）。生存分析表明C/N-5mC比值（P=0.04）是总体生存的独立保护因素。数据显示，高C/N-5hmC和低C/N-5mC比值组合的患者预后较差（P<0.01）。我们的研究结果表明C/N-5mC比值可能是CRC预后的独立预后因素。C/N-5hmC比值高和C/N-5mC比值低的患者生存率最差，提示5mC和5hmC可作为肿瘤发生和预后评估的关键指标。

c DNA甲基化是一种动态的表观遗传修饰，在细胞命运规范和重编程中起着重要作用。十一易位（Tet）酶家族将5-甲基胞嘧啶转化为5-羟甲基胞嘧啶，促进被动DNA去甲基化，并在主动DNA去甲基过程中充当中间产物。Tet1/Tet2双基因敲除小鼠的特征是发育缺陷和表观遗传不稳定性，这表明需要Tet介导的DNA去甲基化才能在分化过程中正确调节基因表达。在这里，我们使用全基因组亚硫酸氢盐和转录组测序来表征潜在的机制。我们的结果揭示了DNA甲基化峡谷的超甲基化是Tet1/Tet2双敲除小鼠胚胎成纤维细胞的基因组关键特征。峡谷超甲基化与相关基因的紊乱调控相一致，提示对观察到的Tet-依赖性分化缺陷的机制解释。基于这些结果，我们提出了Tet-dependent DNA去甲基化在维持DNA甲基化峡谷中的重要调节作用，这可以防止侵袭性DNA甲基化，并允许峡谷相关基因的功能调节。

5-羟甲基胞嘧啶（5hmC）是一种新发现的表观遗传标记，其检测对其功能研究至关重要。本文报道了一种高效、简便的检测糖基化介导5hmC的两步扩增方法，该方法结合了滚动圈扩增（RCA）和定量聚合酶链反应（qPCR）。在第一步RCA中，葡萄糖基化的5hmC（5ghmC），而不是5hmC、5-甲基胞嘧啶（5mC）或胞嘧啶（C）碱基，可以直接和特异性地抑制phi29 DNA聚合酶的活性，与使用含有C-/5mC-/5hmC的模板相比，RCA产物更少。然后，采用第二步qPCR对5ghmC-相关RCA的产品数量差异进行检验。结果表明，5ghmC-相关qPCR的增量周期阈值ΔCt为1.59±0.03，分别为-0.00±0.09、0.06±0.08和-0.02±0.03。同时，观察到5ghmC水平与ΔCt值之间存在线性关系。这表明该策略在5hmC检测和量化方面具有潜在应用。