近日，斯坦福大學(xué)Michael Snyder課題組與華西醫(yī)院生物治療國家重點實驗室謝丹研究員組成的合作團隊在Nature Medicine雜志上發(fā)表了題為“Longitudinal Personal DNA Methylome Dynamics Associate with a Chronic Condition”的論文。
個性化精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)已成為生物醫(yī)藥研究的新興主題。2015年，時任美國總統(tǒng)奧巴馬提出開展“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”，使得“精準(zhǔn)醫(yī)療”進入大眾視野。得益于高通量測序技術(shù)，我們可以通過探究生理狀態(tài)（如疾病的發(fā)生發(fā)展）與個體分子表征之間的關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)性地解析每個病人的病情，從而實現(xiàn)個性化監(jiān)測、診斷和治療。然而，傳統(tǒng)的大規(guī)模隊列組學(xué)研究旨在了解某一群有相同特質(zhì)的人群的平均狀態(tài)，例如疾病或腫瘤患者，而忽略了個體間差異和每個個體都具有特異性的變化。
DNA甲基化是基因表達調(diào)控的重要機制，且已被報道其會受環(huán)境因素和年齡的影響。同時DNA甲基化通常是不對稱的，如等位差異甲基化區(qū)域（allelic differentially methylated regions）被認(rèn)為與印記基因有關(guān)。在解析生命個體和疾病時，了解DNA甲基化在空間和時間維度上的變化至關(guān)重要。目前，在時間維度上對甲基化數(shù)據(jù)的研究還非常稀缺。與此同時，我們對時間維度上DNA甲基化組數(shù)據(jù)與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的關(guān)系，及其分別與健康狀態(tài)的關(guān)聯(lián)性也知之甚少。有關(guān)多組學(xué)時間維度的動態(tài)變化的研究較為罕見，個體甲基化圖譜在不同生理狀態(tài)和健康狀態(tài)的變化也處于未知狀態(tài)。
目前，基于多組學(xué)技術(shù)對健康個體的研究較為稀缺。研究組學(xué)數(shù)據(jù)在時間維度的動態(tài)變化的研究更為罕見。個體甲基化圖譜在不同生理狀態(tài)和健康狀態(tài)的變化也處于未知狀態(tài)。
斯坦福大學(xué)Michael Snyder課題組與華西生物治療國家重點實驗室謝丹研究員發(fā)表的“Longitudinal Personal DNA Methylome Dynamics Associate with a Chronic Condition”研究論文在一定程度上彌補了該空隙。
圖1.文章標(biāo)題及作者列表
該團隊通過監(jiān)測一個個體超過36個月的時間，在文章中首次展示了單個健康個體多時間的甲基化組和轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，并首次揭示了甲基化組數(shù)據(jù)與個體的慢性疾病相關(guān)，例如血糖波動；而轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)與急性感染更為相關(guān)。
圖2.甲基化水平變化與血糖升高相關(guān)
該項研究展示了在單個個體中，雖然甲基化組變化在時間維度上較為溫和，但與慢性疾病息息相關(guān)；而基因表達量的變化則相對明顯，且通常出現(xiàn)在病毒感染期間。該項研究也同樣向我們展示了DNA甲基化不止可以作為穩(wěn)定的表觀遺傳靶標(biāo)，也可能在基因表達的長期調(diào)控過程中扮演重要角色，還可以作為個體健康狀態(tài)慢性變化的預(yù)測指標(biāo)，協(xié)助監(jiān)測疾病，甚至早期檢測或預(yù)防疾病。而這種關(guān)聯(lián)性還可以推廣到更多地慢性疾病問題上。除此之外，基于發(fā)現(xiàn)的大量aDMRs，該研究向我們展示了aDMRs存在于基因共定位的趨勢，表明其可能與等位特異性基因的表達調(diào)控相關(guān)。綜上，該項基于個體多組學(xué)的綜合性研究向我們展示了利用組學(xué)數(shù)據(jù)實現(xiàn)個體健康跟蹤及預(yù)測的可能性。
圖3.謝丹研究員課題組部分成員
（左二為共同一作屠凱嶺博士，左五為共同一作夏林博士，左六為謝丹老師）
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