牙周炎患者唾液启动子区域DNA甲基化的全基因组分析：特罗姆瑟研究

《BMC Medical Genomics》：Genome-wide profiling of salivary promoter-region DNA methylation in periodontitis: the Troms? study

本研究通过甲基化芯片分析发现，牙周炎III/IV阶段患者的唾液DNA甲基化模式与健康对照组存在显著差异，涉及炎症、免疫响应、组织修复等通路，提示甲基化异常可能参与牙周炎病理过程。

　　

摘要

背景

DNA甲基化是一种可逆的表观遗传过程，用于调节基因表达。异常的启动子甲基化与慢性炎症有关；然而，牙周炎中的全基因组DNA启动子甲基化特征尚未得到充分研究。

方法

本研究是一项全表观基因组关联研究（EWAS），旨在探讨患有III/IV期牙周炎的个体与健康对照组相比，其唾液中基因启动子区域的DNA甲基化模式。病例组（所有符合条件的III/IV期牙周炎患者，探针袋深度（PPD）>5毫米，n=50，其中48%为女性）参与了2015至2016年进行的特罗姆瑟研究（Troms? Study）第七次基于人群的口腔健康调查。对照组（年龄和性别与病例组相似的牙周健康个体，n=50，其中58%为女性）是从同一样本中随机选取的。我们使用了Illumina公司的DNA甲基化BeadChip技术，检测了约935,000个独特的甲基化位点。R语言包RnBeads被用来分析甲基化的差异。我们将牙周炎患者中相对于对照组显著低甲基化（hypoMPs，n=3411）和高甲基化（hyperMPs，n=3437）的启动子列表分别用于富集分析（g:Profiler）和网络可视化（Cystoscape）。

结果

在低甲基化启动子中富集的基因本体术语包括DNA生物合成、细胞周期/检查点、核染色体、内质网、炎症反应调节和白细胞活化、细胞黏附、TRIF依赖的Toll样受体信号传导、STAT蛋白的酪氨酸磷酸化、PI3K/Akt调节、胶原细胞外基质以及黏多糖代谢过程。高甲基化启动子则富集了mRNA分解代谢、线粒体电子传递、内在凋亡信号传导、B淋巴细胞分化、肌动蛋白细胞骨架、细胞外基质组织调节、上皮-间充质转化、泛素化、伤口愈合、酰基甘油代谢以及丝氨酸/苏氨酸信号传导。NF-κB、GMEB-1和IRF-8在低甲基化启动子中富集；ZFP85、ELF-5和HNF4-alpha在高甲基化启动子中富集。

结论

我们发现了中年III/IV期牙周炎患者中独特的DNA启动子甲基化特征。我们的研究揭示了可能与炎症、免疫反应、组织破坏和修复相关的生物学途径，这些途径可能存在表观遗传调控异常。