Global profiling of histone and DNA methylation reveals epigenetic-based regulation of gene expression during epithelial to mesenchymal transition in prostate cells

doi:10.1186/1471-2164-11-669

.2010年11月25日：11:669。

doi:10.1186/1471-2164-11-669。

组蛋白和DNA甲基化的整体分析揭示前列腺细胞上皮细胞向间充质细胞转化过程中基因表达的表观遗传调控

西松科¹, 一曲, 杨成, 李文成, 瓦尔达·罗特, 安妮·玛格丽特·燕, 卡尔·亨宁·卡兰

附属公司

PMID： 21108828
预防性维修识别码： PMC3012672
内政部： 10.1186/1471-2164-11-669

组蛋白和DNA甲基化的整体分析揭示前列腺细胞上皮细胞向间充质细胞转化过程中基因表达的表观遗传调控

西松科等。 BMC基因组学. 2010.

.2010年11月25日：11:669。

doi:10.1186/1471-2164-11-669。

作者

西松科¹, 一曲, 杨成, 李文成, 瓦尔达·罗特, 安妮·玛格丽特·燕, 卡尔·亨宁·卡兰德

附属

¹卑尔根大学盖德研究所，实验室大楼，5，etg，Vest，Helse Bergen，NO-5021卑尔根，挪威。xisong.ke@gades.uib.no

PMID： 21108828
预防性维修识别码： PMC3012672
内政部： 10.1186/1471-2164-11-669

摘要

背景：此前我们报道了原代前列腺细胞上皮-间充质转化（EMT）过程中广泛的基因表达重组。在这里，我们研究了EMT期间特定组蛋白和DNA甲基化参与基因表达协调的假设。

结果：组蛋白甲基化（H3K4me3和H3K27me3）和DNA甲基化（DNAMe）的基因组全谱分析应用于涉及EMT和随后恶性特征积累的逐步前列腺细胞模型不同阶段的三个细胞系。对表观遗传启动子修饰和基因表达变化的综合分析揭示了组蛋白甲基化的动态变化与基因表达之间的密切关系。DNA甲基化与整体基因抑制的相关性较弱，但与排除H3K4me3共同修饰的基因时的基因沉默密切相关。对于启动子中标记有多个表观遗传标记的基因，转录水平与激活标记H3K4me3减去抑制标记H3K27me3或DNAMe的净信号强度相关，表明二价标记（H3K4/K27me3或者H3K4me3/DNAMe）对基因表达的影响取决于相对改性强度。一组基因，包括上皮细胞连接和EMT相关的成纤维细胞生长因子受体基因，在EMT期间表现出与表观遗传修饰和基因表达相关的相应变化。

结论：这项工作展示了上皮细胞系和经历EMT的子代中表观遗传修饰的第一幅蓝图，并表明特定组蛋白甲基化广泛参与EMT期间的基因表达重编程和随后的恶性特征积累。双价标记基因的转录活性取决于单个标记的相对标记强度，这一观察为表观遗传修饰的定量调控提供了新的视角。

PubMed免责声明

数字

图1
**前列腺细胞组蛋白甲基化、DNA甲基化和基因表达的全基因组分析综述**. (A类)EP156T、EPT1和EPT2细胞的ChIP-ChIP、MeDIP-ChIP和基因表达微阵列分析流程图。(B类)EP156T、EPT1和EPT2细胞中被H3K4me3、H3K27me3和DNAMe修饰的检测探针和基因摘要。约20%、10%和3%的探针在三种细胞系中分别检测到显著的H3K4me3、H3K27me3和DNAMe修饰。(C类)根据EP156T细胞表达水平的基因分布。表达水平高于7.5的基因被视为表达基因，表达水平低于7.5的基因则被视为沉默基因。

图2
**H3K4me3、H3K27me3与DNA修饰和基因活性的相关性**. (A类)根据基因在EP156T细胞中的表达水平对其进行排序。沿X轴显示的百分比对应于每种修饰的表达基因。(B类)EP156T细胞不同表观遗传修饰的基因活性比较。基因活性表示为每种基因的基因表达水平的中位数。(C类)EP156T细胞中基因表达水平和表观遗传修饰水平之间的散点图。基因分布的比较(D类)和基因表达的中值(E类)在EP156T细胞中，以DNAMe标记的基因（不含额外的H3K4me3）和所有以DNAM标记的基因之间。(F类)DNAMe修饰强度和基因表达水平之间的散点图。

图3
**EP156T细胞二价修饰与基因活性的相关性**. (A类)H3K4me3/K27me3和H3K4me3/DNAMe标记基因以及所有（总）基因的基因活性的比较。(B类)使用散点图比较H3K4me3/K27me3二价标记基因和仅H3K27me3标记基因之间的基因活性。右侧面板中低于下限的基因属于VL组。(C类)使用散点图比较二价H3K4me3/DNAMe标记基因和DNAMe仅标记基因之间的基因活性。

图4
**表观遗传修饰净信号强度与二价标记基因活性的相关性**H3K4me3与H3K27me3或H3K4me3与DNAMe的净强度沿X轴显示。基因表达水平沿Y轴显示。水平线以上的基因是表达基因。水平线以下的基因被认为是受抑制的基因。垂直线左侧的基因被活性标记标记得更强。垂直线右侧的基因被抑制标记标记得更强烈。

图5
**二价标记位点的检查**. (A类)EP156T、EPT1和EPT2细胞中二价位点和聚集位点的总结。(B类)雄激素受体的表观遗传修饰(*应收账*)EP156T细胞中的基因。红色方框表示二价H3K4/K27me3位点。绿色方框表示H3K4/K27me3/DNAMe三价位点。(C类)前列腺素F受体的表观遗传修饰(*PTGFR公司*)EPT1细胞中的基因。绿色方框显示二价H3K4me3/DNAMe位点。(D类)表观遗传修饰*PAX9*EPT2细胞中的基因。绿色框显示仅DNAMe修改区域，红色框显示仅H3K27me3修改区域，蓝色框显示仅H3K4me3修改区域。

图6
**EMT过程中EP156T到EPT1细胞表观遗传标记改变的基因分析**. (A类)具有不同表观遗传标记变化的基因数量的比较。(B类). EMT期间表观遗传标记改变基因的基因本体（GO）分析。

图7
**EMT过程中表观遗传学修饰变化与基因表达变化的相关性**. (A类)在EP156T和EPT1细胞之间差异表达的基因的表观遗传学修饰变化的散点图。(B类)EMT期间表观遗传学变化前100个基因的表达模式比较。

图8
**钙粘蛋白和钙黏蛋白的表观遗传修饰和基因表达*FGFR公司*EMT和早期转型期间的家庭**. (A类)E-cadherin启动子的表观遗传修饰（左）和基因表达（右）(*CDH1型*)，N-钙粘蛋白(*CDH2公司*)和P-钙粘蛋白(*CDH3型*)在EP156T、EPT1和EPT2细胞中。(B类)启动子的表观遗传修饰（左）和基因表达（右）*FGFR1号机组*,*FGFR2型*和*FGFR3公司*在EP156T、EPT1和EPT2细胞中。

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