【昊閱讀】NAR又有TCGA數(shù)據(jù)挖掘新文章：探討腫瘤樣本的拷貝數(shù)變異，DNA甲基化和基因表達(dá)的關(guān)系

發(fā)稿時間：2018-03-16來源：天昊生物

 NAR雜志2月刊上，腫瘤研究者最愛的癌癥基因組圖譜集（The Cancer Genome Atlas，TCGA）數(shù)據(jù)又有新的數(shù)據(jù)挖掘文章發(fā)表啦！快和小編一起看看這次又是什么“套路”吧！

 

一張圖快速了解TCGA

 

文章題目：The association between copy number aberration, DNA methylation and gene expression in tumor samples

中文題目：腫瘤樣本的體細(xì)胞拷貝數(shù)變異，DNA甲基化和基因表達(dá)的相關(guān)性分析

發(fā)表日期： 2018 Feb 26

影響因子：10.162

 

研究背景

1) 研究目的在于進(jìn)行TCGA開放數(shù)據(jù)的深度挖掘。

2) 系統(tǒng)分析6個癌種的體細(xì)胞拷貝數(shù)變異 (SCNA), DNA甲基化和基因表達(dá)之間的相關(guān)性，包括乳腺癌（BRCA），結(jié)腸癌（COAD），急性髓樣白血?。?/span>LAML），成膠質(zhì)細(xì)胞瘤（GBM），低級膠質(zhì)瘤（LGG）和前列腺癌（PRAD）。

 

研究方法

1) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

•  SCAN數(shù)據(jù)：TCGA data portal level 3（ *.nocnv_hg19.seg.txt文件，此文件版本為hg19且去除了germline的變異信息）。
• 甲基化數(shù)據(jù)：TCGA data portal level 3，主要來源于 Illumina 450k array (HM450) 或者Illumina 27k array (HM27)；對于需要進(jìn)行平臺合并的樣本，只選擇共有的probe。
• 表達(dá)量數(shù)據(jù)：成膠質(zhì)細(xì)胞瘤的數(shù)據(jù)來源于HG133 array，其它來源于RNAseqV2技術(shù)。

2) 樣本篩選

因?yàn)?/span>TCGA沒有提供人群信息，本研究基于基因型的主成分分析方法，主要篩選歐洲人群。

 

研究結(jié)果

（以乳腺癌為主要展示結(jié)果，其它作者放在補(bǔ)充材料進(jìn)行展示）

1) SCNA 與基因表達(dá)或者DNA甲基化的關(guān)系

a) SCNA主要影響臨近基因組區(qū)域的表達(dá)或者甲基化，且SCNA與表達(dá)多正相關(guān)，而與甲基化可以正相關(guān)也可以負(fù)相關(guān)。

b) 研究者注意到數(shù)據(jù)分析時，協(xié)變量的控制很關(guān)鍵（batch效應(yīng)，腫瘤亞型和腫瘤純度等）。

c) 基于SCNA與甲基化的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)16號染色體有個高度集中相關(guān)區(qū)域?？赡芤?yàn)檫@個區(qū)域CTCF基因的拷貝數(shù)變化。CTCF為重要的表觀調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子，因此這個區(qū)域的拷貝數(shù)和甲基化程度緊密相關(guān)（下圖）

 

2) 基因表達(dá)和DNA甲基化的關(guān)系

a) 腫瘤純度嚴(yán)重影響了腫瘤樣本中基因表達(dá)和DNA甲基化的相關(guān)性（下圖）

 

圖：是否對腫瘤純度進(jìn)行質(zhì)控的相關(guān)性差別，左圖（未質(zhì)控），右圖（質(zhì)控）

b) 低度甲基化（cold）和高度甲基化（hot）區(qū)域的分布，提示腫瘤甲基化研究中對CpG shore的關(guān)注需要重視（下圖）

 

3) 探討SCNA,甲基化和表達(dá)的相互關(guān)系

以多種模型探討三者的關(guān)系，如下圖，主要包括：因果關(guān)系，被動關(guān)系和條件獨(dú)立關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)條件獨(dú)立模型在所有癌種中的占比最高。

 

 

討論

本研究的意義：

提示腫瘤組織的細(xì)胞組成對甲基化和基因表達(dá)相關(guān)性分析的重要性，本研究開發(fā)的模型適宜于此類分析中協(xié)變量的矯正；

提示DNA甲基化與體細(xì)胞拷貝數(shù)變異可能正相關(guān)也可能是負(fù)相關(guān)；

首次探討了體細(xì)胞拷貝數(shù)變異，甲基化，基因表達(dá)三者之間的調(diào)控關(guān)系，需要后續(xù)功能實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步驗(yàn)證。