胚胎干细胞分化为表皮样细胞基因启动子区差异甲基化的研究

目的:用全基因组甲基化芯片探讨可能参与小鼠胚胎干细胞(ESCs)分化为表皮样细胞(ELCs)的基因DNA甲基化调控机制。方法:利用人羊膜建立体外诱导体系,将小鼠ESCs诱导定向分化为ELCs,分别取未分化的ESCs和诱导分化后的ELCs进行芯片分析,利用甲基化免疫共沉淀技术将每组染色质DNA的甲基化片段共沉淀下来,和本底对照(input)分别标记Cy3和Cy5荧光,一同上样于Roche NimbleGen高密度(2.1M,芯片覆盖22 425个启动子)甲基化芯片,启动子区采用UCSC数据库进行注释,启动子覆盖转录起始位点上游8 200 bp、下游3 000 bp,通过对这些启动子区甲基化谱的分析,筛选出甲基化调控可能与ESCs向ELCs定向分化相关的基因。结果:小鼠ESCs和ELCs两组细胞在基因组水平上有17 500个启动子存在甲基化,其中有3 435个启动子发生甲基化差异变化,高CpG岛的启动子有894个发生差异甲基化,中度CpG岛的启动子有974个发生差异甲基化,低CpG岛的启动子有1 567个发生差异甲基化。结论:在ESCs向ELCs定向分化的过程中,众多的基因启动子区发生了甲基化程度的变化,说明细胞分化是一个复杂的表观遗传学事件。这些基因启动子的差异甲基化在ESCs向ELCs定向分化过程中所起的作用及其机制尚有待进一步的功能学研究阐明。