探究了宮頸細胞變化與基因甲基化的關係過後,我們要做的就是如何檢測出基因甲基化的存在現象。隨著科學技術的發展,檢驗技術也在部斷提升。大致可以分為兩類:特異位點的甲基化檢測和全基因組的甲基化分析,後者也稱為甲基化圖譜分析(methylation profiling)。下面敬善基因來為大家介紹一些常用的方法。
基因甲基化
甲基化特異性PCR(MS-PCR)
這種方法經濟實用,無需特殊儀器,因此是目前應用最為廣泛的方法。在亞硫酸氫鹽處理後,即可開展MS-PCR。在傳統的MSP方法中,通常設計兩對引物,一對MSP引物擴增經亞硫酸氫鹽處理後的DNA模板,而另一對擴增未甲基化片段。若第一對引物能擴增出片段,則說明該檢測位點存在甲基化,若第二對引物能擴增出片段,則說明該檢測位點不存在甲基化。
這種方法靈敏度高,可用於石蠟包埋樣本,且不受內切酶的限制。不過也存在一定的缺陷,你要預先知道待測片段的DNA序列,並設計出好的引物,這至關重要。另外,若存在亞硫酸氫鹽處理不完全的情況,那可能導致假陽性。
亞硫酸氫鹽處理+測序
這種方法一度被認為是DNA甲基化分析的金標準。它的過程如下:經過亞硫酸氫鹽處理後,用PCR擴增目的片段,並對PCR產物進行測序,將序列與未經處理的序列進行比較,判斷CpG位點是否發生甲基化。這種方法可靠,且精確度高,能明確目的片段中每一個CpG位點的甲基化狀態,但需要大量的克隆測序,過程較為繁瑣、昂貴。
聯合亞硫酸氫鈉的限制性內切酶分析法(COBRA)
DNA樣本經亞硫酸氫鹽處理後,利用PCR擴增。擴增產物純化後用限制性內切酶(BstUI)消化。若其識別序列中的C發生完全甲基化(5mCG5mCG),則PCR擴增後保留為CGCG,BstU I能夠識別並進行切割;若待測序列中,C未發生甲基化,則PCR後轉變為TGTG,BstUI識別位點丟失,不能進行切割。這樣酶切產物再經電泳分離、探針雜交、掃描定量後即可得出原樣本中甲基化的比例。
這種方法相對簡單,可快速定量幾個已知CpG位點的甲基化,且需要的樣本量少。然而,它只能獲得特殊酶切位點的甲基化情況,因此檢測陰性不能排除樣品DNA中存在甲基化的可能。
螢光定量法(Methylight)
此種方法利用TaqMan 探針和PCR引物來區分甲基化和未甲基化的DNA。首先用亞硫酸氫鹽處理DNA片段,並設計一個能與待測位點互補的探針,隨後開展實時定量PCR。這種方法最大的優勢在於其高通量和高敏感性,且無需在PCR後電泳、雜交等操作,減少了汙染和操作誤差。
甲基化敏感性高解析度熔解曲線分析
亞硫酸氫鹽處理後,甲基化與未甲基化DNA會存在序列差異,這種差異可通過熔解曲線分析來發現,因為甲基化DNA含有更多的GC,相對更難熔解。根據熔解溫度及峰型的變化,可輕易區分完全甲基化、完全非甲基化或雜合甲基化。高解析度熔解(HRM)技術可檢出極微小的差別。
使用這種方法進行甲基化分析僅需一對引物,相比以往的方法更加快捷、簡便和精確。不過對儀器的要求頗高,需要帶HRM模塊的螢光定量PCR儀。
焦磷酸測序
焦磷酸測序技術(Pyrosequencing)作為一種新的序列分析技術,能夠快速地檢測甲基化的頻率,對樣品中的甲基化位點進行定性及定量檢測,為甲基化研究提供了新的途徑。
通過準確定量單個連續的CpG 位點上的甲基化頻率,焦磷酸測序本身能檢測並定量甲基化水平上的細微改變。在序列延伸過程中,根據C和T的摻入量來定量確定單個位點的C-T 比例。因此,不同位點的甲基化變異就能被準確檢測。由於焦磷酸測序提供了真實的序列數據,甲基化狀態也就以序列形式呈現。
基於晶片的甲基化圖譜分析
就甲基化圖譜分析而言,目前流行的分析方法是晶片。
高通量測序
新一代測序儀的飛速發展,使得測序成本大幅度下降,也使得甲基化組(methylome)的研究成為可能。近兩年,多個研究小組將傳統的甲基化工具(如DNA的亞硫酸氫鹽轉化)與目標基因組捕獲技術和高通量測序相結合,繪製出了多張甲基化圖譜。
而第三代測序技術的出現,更是讓甲基化的直接測定成為可能,如單分子實時(SMRT)測序技術。
SMRT技術採用的是對DNA聚合酶的工作狀態進行實時監測的方法。DNA聚合酶催化螢光標記的核苷酸摻入到互補的核酸鏈中。核苷酸的摻入被檢測成螢光脈衝,依據其顏色鑑定出核苷酸。當聚合酶切斷連接在核苷酸末端的螢光基團時,脈衝終止。螢光脈衝的到達時間和持續時間產生了關於聚合酶動力學的信息,從而允許直接檢測DNA模板鏈中的修飾核苷酸,包括N6-甲基腺嘌呤、5-甲基胞嘧啶和5-羥甲基胞嘧啶
敬善基因採樣亞硫酸氫鹽處理+測序方法,僅需微量宮頸脫落細胞既可進行DNA甲基化檢測,評估被檢測中宮頸癌的風險,幫助更多女性朋友了解自己的健康狀態。