细胞游离DNA多表观遗传组学信号在肿瘤分型中的研究

The epigenetic modifications of DNA are closely associated with the occurrence and development of tumor. Different types of tumor and different periods of the same tumor show apparent DNA modification. CfDNA (cell-free DNA, cfDNA) is DNA fragments released into the circulation of the blood cell system. The cfDNA from tumor cells called ctDNA (circulating tumor DNA, ctDNA), and these fragments keep tumor DNA information such as epigenetic modifications. Using liquid biopsy technique to detect cfDNA epigenetic modifications might guide tumor classification. But, as the ctDNA is high degree fragmented and the abundance is extremely low, the present method are difficult to be used to achieve high throughput detection of trace ctDNA epigenetic modification. In this study, MTCA-Seq is used to detect the methylation of ctDNA successfully and a new method is developed to check the hydroxyl methylation of ctDNA. Besides, we plan to develop related algorithm to analysis the modification of ctDNA based on NGS data. This kind of noninvasive and real-time detection method could guide the tumor classification and early diagnosis.

DNA的表观遗传修饰与肿瘤的发生、发展密切相关，不同类型肿瘤的DNA表观修饰不同，同类型肿瘤不同时期也差别很大，因此DNA的表观遗传修饰对肿瘤的分型具有指导意义。cfDNA是细胞释放到血液循环系统的DNA片段，来自与肿瘤的cfDNA称为ctDNA，这些片段保留了肿瘤DNA表观遗传修饰等信息。理论上，通过液体活检技术检测cfDNA表观遗传修饰能够指导肿瘤分型，但由于ctDNA高度片度化及丰度极低，目前的方法很难实现微量ctDNA表观遗传修饰的高通量检测。本研究中，使用MTCA-Seq方法成功进行了多种恶性肿瘤ctDNA甲基化的检测，还研发了一种使用靶向捕获技术进行ctDNA羟甲基化高通量测序的实验方法，并计划开发相关算法，实现通过对ctDNA多表观遗传组学进行肿瘤分型。这种无创、实时的检测方法对指导肿瘤分型和早期诊断具有重要的应用价值。

DNA的表观遗传修饰与肿瘤的发生、发展密切相关，不同类型肿瘤的DNA表观修饰不同，同类型肿瘤不同时期也差别很大，因此DNA的表观遗传修饰对肿瘤的分型具有指导意义。cfDNA是细胞释放到血液循环系统的DNA片段，来自与肿瘤的cfDNA称为ctDNA，这些片段保留了肿瘤DNA表观遗传修饰等信息。理论上，通过液体活检技术检测cfDNA表观遗传修饰能够指导肿瘤分型，但由于ctDNA高度片度化及丰度极低，目前的方法很难实现微量ctDNA表观遗传修饰的高通量检测。本研究中，使用cfMeDIP方法成功进行了胰腺癌恶性肿瘤cfDNA甲基化的检测，还研发了一种使用靶向捕获技术进行cfDNA羟甲基化高通量测序的实验方法，并计划开发相关算法，实现通过对cfDNA多表观遗传组学进行肿瘤分型。这种无创、实时的检测方法对指导肿瘤分型和早期诊断具有重要的应用价值。本研究最终取得了可喜的研究成果，发表学术论文2篇。其中基于cfDNA 5hmC鉴别乙肝型肝硬化肝癌学术论文1篇，基于cfDNA 5hmC及5mC双组学鉴别胰腺癌学术论文1篇。申请处于公开专利1篇。并培养硕士研究生1名，博士研究生1名。