甲基化研究新思路 | 教你如何充分利用数据库

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题目：DNA methylation regulatory patterns and underlying pathways behind the co-pathogenesis of allergic rhinitis and chronic spontaneous urticarial

实验方法：GEO,NODE公共数据库数据，850k芯片

样本类型：外周血

样本数量： 10

期刊：Front Immunol

影响因子：5.08

研究技术路线

研究结果

在AR（过敏性鼻炎）和CSU（自发性慢性荨麻疹）患者中，DEG（差异表达基因）与调节CD4 + T细胞慢性激活的途径密切相关。作者发现DNA甲基化与两种过敏性疾病之间存在关联。此外，还分析发现细胞成分大小的调节在T细胞与DNA甲基化之间起了桥接作用。作者使用Illumina 850k芯片自测数据，在患者中鉴定了98个DMP（差异甲基化位点）。最后，将DMPs映射到15个基因，发现它们主要富集在上述CD4 + T细胞调节途径中。

在GSE50101数据中，作者在AR患者和正常人中通过CD4+T细胞去评估基因的表达水平。此外，热图中显示了具有相关性的前 100 个基因。结果显示，AR患者与正常对照组在CD4+T细胞存在显著的遗传差异。同时基于差异基因做了功能富集，发现DEG与包括T细胞活化和分化在内的生物过程密切相关。

在GSE72541数据中，作者为了弄清楚CSU患者中各种类型的免疫细胞的比例，观察到活化的CD4+T细胞、CD4+细胞毒性细胞、CD4+T细胞和CD4+T辅助细胞是主要的浸润细胞。结果表明，CSU/CIU组的免疫浸润普遍减少，表明CSU患者的免疫系统减弱主要与CD4 + T相关。以上结果表明，CD4+T细胞在CSU患者的免疫浸润微环境中起主要作用，与CSU疾病的发生发展密切相关。同时针对和CSU疾病相关的DEG做了WGCNA的分析，作者发现粉红色模块中的基因与CSU患者CD4 + T细胞的免疫浸润具有高度相关性。因此，作者推测粉红色模块中的基因可能潜在地影响CD4 + T细胞的免疫浸润水平，进而调节疾病的发展。

在GSE50222数据中，作者为了探究AR中的基因表达谱是否与花粉相关，进行了主成分（PCA）分析，将样本分为了三组，分别为对照组，花粉季组，花粉季组外，为了找到与花粉季节相关的DMG，作者分析了花粉季节期间或之外的AR患者和健康个体的DMG；同时基于GSE50222和 OEP002482数据，做了GO和KEGG富集分析探讨了DMG在AR和CSU中的潜在生物学功能，GO分析显示，这些基因主要富集于轴突发生信号通路和细胞成分大小信号通路的调控。通过GO和KEGG分析，作者在AR和CSU患者的CD4+ T细胞中发现了57种常见的调节途径。通过建立30份合并症患者样本的逻辑回归模型，发现了57条与T细胞活化相关的调控通路与6条差异甲基化基因富集通路之间的关系。然后，根据OR值、置信度和P值，最终获得细胞组分大小调控途径，该途径不仅受到甲基化DNA的调控，而且改变了T细胞活化模式。

最后，在这项研究中作者选择了10个样本（AR-CSU:n=6; 正常:n=4）进行了850k甲基化芯片的检测；作者鉴定了98个CpG位置的甲基化状态并发现该98个CpG 大多数位点上是可区分的在AR-CSU患者与健康个体之间。总之，作者在98个DMP中识别了26个高甲基化位点和72个低甲基化位点，并根据对应位点注释到15个基因上。最后，对这些基因进行了GO和KEGG富集分析，以确定它们的生物学功能.分析表明，15个DMGs主要参与细胞成分大小调控、细胞大小调控和分化细胞形态发生的调控，与数据库分析结果吻合较好，最终证实了AR-CSU患者DNA甲基化发生并调控CD4+ T细胞活化改变过敏反应的假设。