启动子CpG岛甲基化/去甲基化与核小体定位

我们前期实验发现,从胃炎发展到胃癌过程中p16甲基化呈现以核小体为基本单元，从第一外显子逐步向启动子扩展和进行性加重的现象；而在p16转录的条件下，细胞内甲基化的p16 CpG岛呈现从启动子向第一外显子逐步去甲基化的规律。据此，我们提出核小体是CpG岛甲基化基本单元（basic methylation unit, BMU）的假说。在本项目中，我们首先将对胃癌组织中常见的肿瘤相关基因（如 p16、RASSFlA、P14AFR、CDH1、BRCAl等）CpG岛甲基化形成是否也是以核小体为单元进行验证，然后在已经建立的多种基因CpG岛部分去甲基化的融合细胞模型上，验证CpG岛去甲基化过程与核小体分布之间的关系，以证明BMU理论。同时开展p16 基因CpG岛甲基化扩展机制研究，观察DNA甲基转移酶、PcG蛋白和组蛋白修饰在DNA甲基化扩展过程中以核小体为单元的作用。

背景：甲基化/去甲基化的发生过程与核小体定位之间的关系尚无研究，具体机制更是不清。.主要研究内容：在本项目中，以p16基因为例，在融合细胞，观察到从头甲基化/去甲基化以核小体为单位的现象。进一步研究组织样品，采用sMSP对甲基化的p16基因进行富集。甲基化阳性率在胃癌（36/40）明显高于胃炎（19/45）和正常胃组织（7/13）(P≤0.01)。大规模克隆测序证实从正常胃、胃炎发展到胃癌过程中p16甲基化进行性加重的现象，呈现以核小体为基本单元，从第一外显子逐步向启动子扩展。在胃炎，p16甲基化以第一外显子和5’非翻译区为主，且强度弱；而到胃癌阶段，则向启动子区域扩展，且甲基化密度增强。扩展形式呈现脉冲式，以核小体为单元。在正常胃表现为散在甲基化位点。P16基因甲基化进展与其转录负相关,与H. pylori感染正相关。进一步用TAB-seq技术，在融合细胞模型和HCT116细胞系，发现p16基因动态甲基化区域有5hmC参与。.结论及意义：胃癌变过程中，p16甲基化以核小体为单位进行性加重，先在第一外显子，进一步扩展到启动子区域；甲基化/去甲基化均以核小体为基本单元；5-hmC参与其中。