メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ

がんDNAのエピジェネティックメチル化をマッピングする技術

メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ（ MSOマイクロアレイとも呼ばれる）は、癌細胞のDNAにおけるエピジェネティックなメチル化変化をマッピングする技術として開発されました。^[1]

一般的なプロセスは、DNAを亜硫酸水素塩で修飾することから始まります。具体的には、CpG部位の非メチル化シトシンをウラシルに変換し、メチル化シトシンはそのまま残します。^[1]修飾されたDNA領域はPCRによって増幅され、その過程でウラシルはチミンに変換されます。増幅産物は蛍光色素で標識され、スライドガラスに固定されたオリゴヌクレオチドプローブとハイブリダイズされます。 ^[2]プローブはシトシン残基とチミン残基に異なる結合をするため、最終的にメチル化CpG部位と非メチル化CpG部位をそれぞれ識別することができます。^[1]

検量線を作成し、増幅されたDNAサンプルのマイクロアレイ結果と比較します。これにより、対象領域におけるメチル化の割合を大まかに定量化できます。^[3]

このマイクロアレイ技術は、ティム・フイミン・ファンと彼の研究室によって開発され、2002年に正式に発表されました。^[1]

がん研究への影響

がん細胞は、腫瘍抑制遺伝子のプロモーターのCpG部位で、非定型メチル化パターンを発現することがよくあります。プロモーターでの高レベルのメチル化は、対応する遺伝子のダウンレギュレーションにつながり、発がんの特徴です。これは、初期の腫瘍細胞で観察される最も一貫した変化の1つです。^[1]メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイは、複数の遺伝子プロモーター上の多数のメチル化イベントの高解像度および高スループット検出を可能にします。したがって、この技術は、初期段階の腫瘍抑制プロモーターの異常なメチル化を検出するために使用でき、胃がん、大腸がんなど、複数のがんに使用されています。^[4]^[5]これにより、がん細胞での非定型メチル化の存在を検出できるため、悪性腫瘍の背後にある主な原因、その主な原因が染色体の変異またはエピジェネティックな変更のいずれであるか、またどの腫瘍抑制遺伝子の転写レベルが影響を受けているかを明らかにするためにも使用できます。^[2]^[6]このマイクロアレイの興味深い用途としては、メチル化パターンのみに基づいて癌を特定に分類することが挙げられる。例えば、白血病のクラスを区別することは、異なるクラスの癌が比較的独特なメチル化パターンを示すことを示唆している。^{[7]この技術は、変異癌細胞の}メチル化パターンを修正することを伴う癌治療のモニタリングにも提案されている。^[2]

参考文献

^ abcde Gitan RS, Shi H, Chen CM, Yan PS, Huang TH (2002年1月). 「メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ：ハイスループットメチル化解析の新たな可能性」. Genome Research . 12 (1): 158–64 . doi :10.1101/gr.202801. PMC 155260. PMID 11779841 .
^ abc Shi H, Maier S, Nimmrich I, Yan PS, Caldwell CW, Olek A, Huang TH (2003年1月). 「DNAメチル化解析のためのオリゴヌクレオチドベースマイクロアレイ：原理と応用」. Journal of Cellular Biochemistry . 88 (1): 138– 43. doi :10.1002/jcb.10313. PMID 12461783. S2CID 41907903.
^ Yan PS, Wei SH, Huang TH (2004). 「メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ」. Tollefsbol TO (編).エピジェネティクスプロトコル. 分子生物学の方法. 第287巻. Humana Press. pp. 251– 60. doi :10.1385/1-59259-828-5:251. ISBN 9781592598281. PMID 15273417。
^ Hou P, Shen JY, Ji MJ, He NY, Lu ZH (2004年12月). 「胃癌におけるp16(Ink4a)遺伝子5'-CpGアイランドのメチル化変化を検出するマイクロアレイ法」. World Journal of Gastroenterology . 10 (24): 3553–8 . doi : 10.3748/wjg.v10.i24.3553 . PMC 4611991. PMID 15534905 .
^ Mund C, Beier V, Bewerunge P, Dahms M, Lyko F, Hoheisel JD (2005年4月). 「結腸癌細胞株における腫瘍抑制遺伝子p16INK4AプロモーターのゲノムDNAメチル化パターンのアレイベース解析」. Nucleic Acids Research . 33 (8): e73. doi :10.1093/nar/gni072. PMC 1087791. PMID 15860770 .
^ Yu YP, Paranjpe S, Nelson J, Finkelstein S, Ren B, Kokkinakis D, et al. (2005年2月). 「オリゴヌクレオチドメチル化アレイを用いた前立腺癌における遺伝子のメチル化状態のハイスループットスクリーニング」 . Carcinogenesis . 26 (2): 471–9 . doi : 10.1093/carcin/bgh310 . PMID 15485992.
^ Adorján P, Distler J, Lipscher E, Model F, Müller J, Pelet C, et al. (2002年3月). 「マイクロアレイベースのDNAメチル化解析による腫瘍クラスの予測と発見」. Nucleic Acids Research . 30 (5): 21e–21. doi :10.1093/nar/30.5.e21. PMC 101257. PMID 11861926 .

外部リンク

DNAメチル化分析のためのリソース、情報、および特定のプロトコル
DNAメチル化解析ソフトウェア

この遺伝学の記事はスタブです。記事を拡張することでWikipediaに貢献できます。

この腫瘍学の記事はスタブです。記事を拡張することでWikipediaに貢献できます。

[:0-1] Gitan RS, Shi H, Chen CM, Yan PS, Huang TH (2002年1月). 「メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ：ハイスループットメチル化解析の新たな可能性」. Genome Research . 12 (1): 158–64 . doi :10.1101/gr.202801. PMC 155260. PMID 11779841 .

[:1-2] Shi H, Maier S, Nimmrich I, Yan PS, Caldwell CW, Olek A, Huang TH (2003年1月). 「DNAメチル化解析のためのオリゴヌクレオチドベースマイクロアレイ：原理と応用」. Journal of Cellular Biochemistry . 88 (1): 138– 43. doi :10.1002/jcb.10313. PMID 12461783. S2CID 41907903.

[3] Yan PS, Wei SH, Huang TH (2004). 「メチル化特異的オリゴヌクレオチドマイクロアレイ」. Tollefsbol TO (編).エピジェネティクスプロトコル. 分子生物学の方法. 第287巻. Humana Press. pp. 251– 60. doi :10.1385/1-59259-828-5:251. ISBN 9781592598281. PMID 15273417。

[4] Hou P, Shen JY, Ji MJ, He NY, Lu ZH (2004年12月). 「胃癌におけるp16(Ink4a)遺伝子5'-CpGアイランドのメチル化変化を検出するマイクロアレイ法」. World Journal of Gastroenterology . 10 (24): 3553–8 . doi : 10.3748/wjg.v10.i24.3553 . PMC 4611991. PMID 15534905 .

[5] Mund C, Beier V, Bewerunge P, Dahms M, Lyko F, Hoheisel JD (2005年4月). 「結腸癌細胞株における腫瘍抑制遺伝子p16INK4AプロモーターのゲノムDNAメチル化パターンのアレイベース解析」. Nucleic Acids Research . 33 (8): e73. doi :10.1093/nar/gni072. PMC 1087791. PMID 15860770 .

[6] Yu YP, Paranjpe S, Nelson J, Finkelstein S, Ren B, Kokkinakis D, et al. (2005年2月). 「オリゴヌクレオチドメチル化アレイを用いた前立腺癌における遺伝子のメチル化状態のハイスループットスクリーニング」 . Carcinogenesis . 26 (2): 471–9 . doi : 10.1093/carcin/bgh310 . PMID 15485992.

[7] Adorján P, Distler J, Lipscher E, Model F, Müller J, Pelet C, et al. (2002年3月). 「マイクロアレイベースのDNAメチル化解析による腫瘍クラスの予測と発見」. Nucleic Acids Research . 30 (5): 21e–21. doi :10.1093/nar/30.5.e21. PMC 101257. PMID 11861926 .