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Illumina人850K甲基化芯片

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Illumina人850K甲基化芯片

 

Illumina甲基化芯片Infinium MethylationEPIC BeadChip（简称850K甲基化芯片），

在原450K芯片的基础上，推出了新一代的DNA甲基化芯片；

包含了原450K芯片91%的位点，又增加了413,745个位点（总共853,307个CpG位点）；

850K芯片全面覆盖基因启动子区、基因编码区、CpG岛以及增强子区；

广泛用于复杂疾病甲基化研究，以及大样本EWAS研究的。

 

 

 

850K芯片技术参数

针对人基因组，检测853,307个CpG位点，覆盖CpG岛、启动子、编码区、开放染色质和增强子;

同时采用Infinium I及II探针设计，使检测范围最大化；

单碱基分辨率，可以直接检测到发生甲基化的确切位点；

重复性较高，技术重复相关性以及与450K相同探针间的相关性R2 > 0.98；

起始模板量低，仅需 250ng；适用于FFPE样本。

 

 

样本类型和要求

样本类型

样本要求

人基因组DNA

总量≥ 2ug; 浓度≥ 30ng/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

850K芯片

分析内容

标准分析

1．原始数据预处理

2．数据归一化（甲基化位点总表，含注释信息)

3．QC结果（beta值密度曲线，聚类图，PCA图，相关性图）

4．差异甲基化位点（含注释信息）

5．差异甲基化位点的染色体分布

6．差异甲基化位点的基因功能注释与富集

7．差异甲基化位点的热图展示

高级分析

8、特定基因组区段的DMR展示

9、甲基化与转录的关联分析

10、其它定制化分析

 

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Q1：非人物种是否可以使用850K甲基化芯片？

Infinium MethylationEPIC BeadChip（简称850k芯片）是专门针对人基因组设计的，不能用于其他物种，比如大小鼠的甲基化检测。

 

Q2：850K甲基化芯片具有哪些优势？

Infinium Methylation 450K或者850K BeadChip, 在早期人基因组甲基化研究中发挥了重要作用，以低廉的价格提供全基因组范围的覆盖和高通量的独特组合，使其成为粗筛大样本群体的理想选择(来自徐瑞华主编的《肿瘤学》第五版p73-74)。同时，甲基化芯片检测简便快捷，而且可以检测FFPE样本；而且相对于金标准的亚硫酸盐测序特别是WGBS测序，850K甲基化芯片低廉的价格优势很突出，因此，850K甲基化芯片多用于表观基因组关联分析研究（EWAS）。

 

Q3：850K甲基化芯片具有哪些劣势？

虽然芯片上的CpG位点多，但多为单个CpG位点，且采用Oligo nucleotide杂交技术，芯片的批次效应（batch effect）有时会较严重，信噪比较差(来自徐瑞华主编的《肿瘤学》第五版p73-74)。

因此，850K甲基化芯片的劣势主要是体现在技术层面：

1、在覆盖人全基因组范围的CpG位点数上，850K芯片检测人基因组56M总CpG位点的1.5%左右；覆盖人基因组比例远不及RRBS及WGBS的覆盖比例；

2、在检测甲基化准确性上，850K芯片< WGBS < RRBS.

另外，但随着金标准的亚硫酸盐测序WGBS和RRBS测序成本下降，850K芯片的低成本优势越来越不显著。

 

Q4：850K、WGBS和RRBS这3种单碱基甲基化检测技术指标比较

 

 

Q5：850K、WGBS和RRBS在不同甲基化研究课题中的推荐指数

针对不同的甲基化研究课题需求，选择合适的技术方案！同时考虑技术的先进性、成本及研究的主要目的，对大型队列研究、临床样本(库)及细胞系模型等研究方向，不同的推荐，如下图所示：

 

 

 

 

案例分析：外周血DNA甲基化揭示阿尔茨海默病新的生物标志物

Harnessing peripheral DNA methylation differences in the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) to reveal novel biomarkers of disease. Clin Epigenetics. 2020 Jun 15;12(1):84.

1、研究方案：本课题通过Infinium MethylationEPIC BeadChip甲基化芯片技术检测了653个个体的外周血样本的DNA甲基化信息。通过EWAS进行关联分析。

2、研究结果：EWAS分析出的最显著的差异甲基化位点与MMSE (Mini Mental State Examination) 得分相关。差异甲基化位点在脑和神经退行性相关基因（例如BDNF、BIN1、APOC1）附近富集。与健康对照组相比，年龄匹配的AD患者的外周差异甲基化可能成为疾病新的生物标志物。

Fig1、Distribution of cross-diagnosis differential DNA methylation marks across the genome