氧化-重亚硫酸盐测序 (oxBS-seq)

项目介绍

参数

常见问题

应用案例

oxBS-seq精准甲基化，单碱基分辨率

5hmC是被认为第六碱基，在发育、衰老、神经退行性疾病、复杂疾病及肿瘤发生过程中起重要作用；

并且在最近几年5hmC已经作为一种重要癌症筛查标志物的研究，具有重要的临床价值；

重亚硫酸盐测序不能区分甲基化5mC和羟甲基化5hmC，实际上是5mC和5hmC两种修饰的混合信号；

氧化亚硫酸盐测序，先将5hmC氧化为甲酰基修饰(5fC)，进而被亚硫酸盐转换为碱基U，实现DNA 甲基化的精准检测；

而同时对样本进行BS-Seq和oxBS-Seq测序则可实现对5hmC单碱基分辨率的检测，是羟甲基化检测的金标准方案。

核心技术及质控，用心服务每一个项目

艾斯团队专注表观组学10年，提供专业有价值的DNA甲基化完整解决方案；

较早开发羟甲基化测序技术的团队，国内首家推出多种组合的oxBS-seq解决方案；

严格的oxBS文库构建质控，氧化率>90%, Bisulfite转化率>99%；

已完成多种肿瘤及哺乳动物羟甲基化测序及oxBS测序分析；

助力客户在Genome biology, Epigenetics等杂志发表多篇论文；

专业的生物信息分析团队, 提供更多个性化分析思路和方案。

科学方案设计

从项目方案、样本处理、建库测序，到数据分析；

每个项目需要专业、有价值的建议；及时高效的沟通，以保障高质量研究成果。

样本类型和要求

样本类型/文库类型	样本要求
基因组DNA (WGBS + oxWGBS)	总量≥ 5ug; 浓度≥ 50ng/ul; 基于Qubit定量
基因组DNA (RRBS + oxRRBS)	总量≥ 2ug; 浓度≥ 50ng/ul; 基于Qubit定量
基因组DNA (TBS + oxTBS)	总量≥ 1ug; 浓度≥ 50ng/ul; 基于Qubit定量
细胞、全血、新鲜冷冻组织等	按照送样要求准备
备注：用封口膜密封样品; 干冰运输

信息分析

oxBS-seq	分析内容	备注
标准分析	1、测序数据质量评估	过滤掉低质量数据，保证数据质量
	2、氧化率及亚硫酸盐转化率评估	通过内参进行质控文库
	3、与参考基因组比对	比对率和覆盖度分析
	4、5mC/5hmC位点Calling	评估胞嘧啶甲基化状态
	5、5mC/5hmC图谱分析	5mC/5hmC在基因组、功能元件上的分布
	6、组间差异DMR/DhMR分析	寻找DMR/DhM及注释
	7、差异5mC/5hmC基因分析	DMG富集分析GO，KEGG
	8、多样本聚类分析	PCA分析多样本5mC/5hmC变化规律
高级分析	9、多组学整合关联分析	例如与转录组关联分析
高级分析	10、其它定制化分析	结合课题背景亮点挖掘

案例分析1：肺癌和肝癌的全基因组甲基化和羟甲基化分析

Whole-genome analysis of the methylome and hydroxymethylome in normal and malignant lung and liver. Cell Research. 2016;26(12):1730-1741.

一、研究背景：DNA甲基化(5mC)是一种表观遗传修饰，在发育和疾病中调节基因表达和细胞可塑性。TET基因家族将5mC氧化为5-羟基甲基胞嘧啶(5hmC)，提供了一种主动去甲基化机制，并具有自身的调控功能。本课题应用氧化亚硫酸氢盐测序技术，绘制肝癌和肺癌(4对肝癌+3对肺癌)全基因组范围的单碱基分辨率的甲基化和羟甲基化图谱，结合转录组测序。研究发现在组织分化和肿瘤发生过程中，通过甲基化、羟甲基化和组蛋白修饰的相互作用，存在复杂的基因表达调控。

二、方法流程

1、取材：癌及癌旁组织(4对肝癌+3对肺癌)

2、测序：全基因组氧化亚硫酸盐测序(WGBS + oxWGBS)、转录组测序(RNA-Seq)

三、研究结果

1、应用氧化亚硫酸盐测序(oxBS-seq)技术得到了正常肝脏和肺以及成对的肿瘤组织中全基因组DNA甲基化和羟甲基化图谱;

2、研究发现, 在活跃的基因中5hmC在CpG Island shore中呈显著富集状态，而在CpG Island中则呈稀缺状态;

3、启动子、基因体和转录终止区域的羟甲基化分析显示，5hmC与基因表达有很强的正相关，这表明5hmC是活跃基因的标记;

4、甲基化和羟甲基化的比较分析表明，在组织特异性DMR和癌症特异性的DMR中，5hmC显著地富集，而且5hmC与甲基化的变化呈负相关，特别是在非CpG Island相关的DMR中。

四、研究结论

在组织分化和肿瘤发生过程中，通过甲基化、羟甲基化和组蛋白修饰的相互作用，存在复杂的基因表达调控。

案例分析2：肝星状细胞转分化涉及DNA甲基化景观的全基因组重塑

Hepatic stellate cell transdifferentiation involves genome-wide remodeling of the DNA methylation landscape. J Hepatol. 2016;64(3):661-73.

研究者采用简化基因组氧化-亚硫酸盐测序(RRBS/oxRRBS)检测静止和活体激活状态的大鼠HSC细胞的5mC和5hmC水平，证实了5mC和5hmC在肝纤维化和HSC转分化过程中的整体变化，表明DNA甲基化/羟甲基化是HSC激活的关键步骤，可能会为支持纤维生成的分子事件带来新的见解，并可能为疾病进展提供生物标志物以及潜在的新药物靶点。

案例分析3：中通量亚硫酸盐测序准确检测5mC和5hmC

Medium throughput bisulfite sequencing for accurate detection of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine. BMC Genomics. 2017;18(1):96.

DNA的表观遗传修饰5mC和5hmC在发育和疾病中起着重要作用。本课题通过多重PCR靶向区域的亚硫酸盐测序(Targeted BS-Seq, TBS)和靶向氧化-亚硫酸盐测序(Targeted oxBS-Seq, oxTBS)，用于分析478个样本的目标基因组区域DNA甲基化和羟甲基化水平，获得了单碱基分辨率的5mC和5hmC数据。结果表明该方法能够以较低的成本在大样本中进行甲基化和羟甲基化检测，可以广泛用于多种科研及临床候选基因的甲基化和羟甲基化检测，或者用于全基因组分析后的差异甲基化和羟甲基化区域的验证。