肌萎缩侧索硬化的DNA甲基化特征

目的：本研究旨在通过比较散发性肌萎缩侧索硬化 （amyotrophic lateral sclerosis，ALS）患者和健康对照（health control,HC）全血样本的DNA甲基化特征，探索DNA 甲基化在 ALS发病中的作用。
方法：共纳入 2020年12月至2021年5月期间在我院神经科门诊就诊的临床确诊、临床拟诊、实验室支持-临床拟诊的散发性 ALS 患者32例作病例组，选择同时期陪同患者就诊的健康家属作为对照组。采集两组的人口学资料和临床资料。记录患者的诊断级别、起病年龄、起病部位、病程、ALSFRS-R （Revised ALS FunctionalRating Scale）评分、King 分期和反映早期疾病进展的A ALSFRS-R。采集外周全血，提取样本中的基因组 DNA后，进行亚硫酸盐转化和 NaOH 变性，对基因组 DNA 进行片段化和用随机内切酶酶切扩增产物，最后与 Infinium MethylationEPICBeadChip 芯片杂交、单碱基延伸及染色。芯片扫描读取数据后进行相关的生物信息学分析。
结果：与HC 组相比，ALS 组存在34个差异甲基化位点 （differentially methylatedposition,DMP），其中5个 DMP呈现高甲基化，29个 DMP呈现低甲基化。这些DMP 注释到13个基因，其中高甲基化的基因2个，分别是 ATAD3B 和 BLK：低甲基化的基因11个，分别是DDO、KQCE、ABCBI、DNAH9、FIGN、NRPI、TMEM87B、CCSAP、ST6GALNACS、MYOM2 和 RUSCI-ASI。与HC组相比，ALS 组存在12个差异甲基化区域（differentially methylated region, DMR），注释到12个基因，分别是NWDI、LDHD、CIS、IOCE、INF、PDEIC、LGALSI、CSNKIE、LRRC23、ENO2、ELOVL2 和 ELOVL2-AS1。 根据 Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes数据库的信息，DNAH9和 TNF 参与了 ALS 的通路。相关性分析发现 ELOVL2的甲基化水平和起病年龄呈显著正相关（r=0.86, adjust P= 0.001），ARID!B 的甲基化水平和病程呈显著正相关（r = 0.83，adjust P=0.01）。但是，并没有发现任何甲基化位点和 ALSFRS-R 评分或者 AALSFRS-R 显著相关。ALS 组的整体甲基化水平和HC 组无显著差异（P>0.05）。
结论： 本研究发现了与ALS相关的DMP基因和DMR基因，提示诸如DNAH9和TNF 的低甲基化等表观遗传学改变在ALS的病因中起到了重要作用，为从表观遗传学角度揭示ALS的发病机制提供了新的线索。未来的研究应着重关注这些DMP基因和DMR基因，并在更大样本量的队列中进行验证，为寻找新的治疗靶点奠定基础。