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首个银屑病ATAC-seq数据整合基因组、表观基因组和转录组数据发现银屑病患者染色质可及性普遍增加

文章来源:安徽医科大学皮肤病研究所    发布时间:2021/02/26    浏览次数:1811次

        日前,安徽医科大学皮肤病研究所完成了银屑病的染色质转座酶可及性测序(ATAC-seq),并将ATAC-seq数据与银屑病基因组、表观基因组和转录组数据进行了整合性分析,确定了4,915个差异可及性区域(DARs),发现银屑病患者染色质可及性普遍增加,成果刊登在国际皮肤科权威学术期刊《Journal of Investigative Dermatology》,文章第一作者为安徽医科大学第一附属医院皮肤科唐利利博士,哈佛大学公共卫生学院王孟博士和北京大学深圳医院皮肤科沈长兵博士,通讯作者为安徽医科大学第一附属医院皮肤科周伏圣副研究员。该研究是目前银屑病最大样本量的ATAC-seq研究,为探寻银屑病的发病机制提供了重要依据。

        银屑病是一种免疫反应介导的常见慢性炎症性疾病,发病率高,无法治愈,除皮肤外最易累及关节,常伴发代谢综合征、心血管疾病等,给患者带来了严重的身心危害。银屑病是一个全球性问题,世界范围内约有1.25亿人口受到该病困扰。目前认为,遗传、表观遗传和环境因素共同参与本病的发生和发展,但具体机制未明。

        ATAC-seq是一种利用Tn5转座酶来研究染色质可及性的高通量测序技术。复杂疾病的传统遗传学研究方法包括候选基因、连锁分析、全基因组关联分析、全基因组测序、外显子测序等。近几年来,随着高通量测序法的飞速发展,ATAC-seq因其所需样品量小、实验操作简单、耗时较短及检测灵敏度高、实验重复性好等优势,目前已成为研究染色质可及性的首选技术方法,为研究复杂疾病的表观遗传学发病机制、药物靶标搜寻、新药开发等领域提供了强有力的工具。

        为了更好地理解银屑病的发病机制及其调控网络,我们对15例银屑病患者皮损、9例患者非皮损和19例正常皮肤组织进行了ATAC-seq,在正常皮肤中发现了超过300,000个开放性染色质峰,并描绘了银屑病的全基因组染色质可及性模式。我们发现,与银屑病患者非皮损及正常样本相比,患者皮损组织的染色质可及性显著不同,且几乎均表现出可及性增加。通过整合同一人群的甲基化组和转录组数据,我们观察到这些差异位点与DNA甲基化降低和基因转录增加有关。对DARs序列的分析发现,其对FRA1/AP-1转录因子DNA结合基序的富集程度最高,且编码引发皮肤炎症的重要炎症小体AIM2是FRA1/AP-1的直接靶点。本研究明确了染色质可及性的变化与银屑病的发生有关,为进一步探索银屑病发病机制提供了理论依据,相关可及性区域/位点可能成为未来银屑病治疗的新靶点。

全文链接https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33607116/


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