咨询热线:400-065-6886   天昊基因

中文 / English

主页 > 技术服务 > Illumina 850k (EPIC)甲基化芯片

技术服务

Illumina 850k (EPIC)甲基化芯片

Illumina 850k (EPIC)甲基化芯片技术介绍

技术简介:

      DNA甲基化在调控基因表达过程中起着非常重要的,它能使细胞处于一个特殊状态,抑制病毒和非寄主元件的表达,促进对环境刺激的反应。异常的DNA甲基化(高或低)及对基因表达的影响已经参与到许多疾病过程中,包括癌症,神经系统疾病,老化和发育。

      为了更经济有效地进行DNA甲基化分析,Illumina公司提供了一个强大的甲基化分析平台: Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip (DNA甲基化850K芯片),不但包含了原450K芯片90%以上的位点,并额外增加了增强子区的350,000个位点,可以对正常样本和FFPE样本单个CpG位点进行定量甲基化检测,该芯片是目前最适合甲基化图谱分析研究的全基因组DNA甲基化芯片。

技术优势:


全基因组覆盖:

      每个样本检测853,307个CpG位点,全面覆盖CpG岛、启动子、编码区及增强子。覆盖CpG岛、RefSeq基因、ENCODE开放染色质、ENCODE转录因子结合位点、FANTOM5增强子区域。850K芯片包含以下位点:

     • CpG岛以外的CpG位点;
     • 人类干细胞中鉴定到的非CpG甲基化位点(CHH位点);
     • 在正常样本VS肿瘤样本(多种类型肿瘤)以及不同类型组织中鉴定到的差异甲基化位点;
     • FANTOM5项目鉴定到的增强子区域;
     • ENCODE项目开放染色质和增强子区域;
     • DNase超敏位点;
     • miRNA启动子区域;
     • 原450K芯片>90%的位点;

图2 EPIC 甲基化芯片提供了基因区域广泛高密度的覆盖。

简化的工作流程:

      Infinium Methylation EPIC甲基化芯片提供一个精简的工作流程,不需要PCR,样本量要求低(最低只需要250ng DNA)。

高质量的数据:

      Infinium Methylation EPIC甲基化芯片采用Infinium I和 Infinium II技术(图4),从而提高了甲基化分析的覆盖深度。Infinium II技术采用单一磁珠类型的变性寡核苷酸探针,即使序列中有多达三个甲基化或非甲基化的CpG位点,也不会对待测位点结果造成影响。


图4 EPIC 甲基化芯片采用Infinium I和 Infinium II技术从而提高了覆盖度。Infinium I技术针对每个CpG位点设计了两种磁珠类型:M型磁珠(M型磁珠尾部为G,用来检测甲基化位点)和U型磁珠(U型磁珠尾部为A,用来检测未甲基化位点),每种磁珠类型分别针对甲基化或非甲基化两种状态,通过检测M型磁珠与U型磁珠荧光信号来计算位点的甲基化程度。Infinium II技术只设计一种磁珠类型(尾部为C,从而与待测位点的前一个碱基配对):与不同甲基化状态(非甲基化或甲基化位点)的单碱基杂交,根据两种不同荧光信号计算位点的甲基化程度。

精密度和准确度:

      Infinium Methylation EPIC甲基化芯片在不同重复间显示出很强的相关性(R2 >0.98),与Infinium Human Methylation 450K芯片也有很强的重复性(R2 >0.98)(图6A、6B),与全基因组甲基化测序也有很强的重复性(图6C)。



图6 Infinium技术具有较高的重复性和测序数据较高的相关性。 A. 在非肿瘤组织不同重复间显示出很强的相关性(R2 >0.98)。B. 850K芯片和450K芯片之间也有很强的重复性(R2 >0.98)。C. 在正常组织和肿瘤肺组织相比于全基因组测序数据有很强的相关性。

分析灵敏度:

      通过比较实验重复的结果(8个生物学重复样品),已经证明Infinium Methylation EPIC甲基化芯片可靠地检测0.2的delta-beta值,低于1%的假阳性率。

内部质量控制:

      Infinium HD检测产生高质量的数据,具有样本依赖和样品不依赖的对照,例如Infinium Methylation EPIC甲基化芯片配有专为亚硫酸氢盐转化后序列复杂度降低而设计的负对照。

高应用兼容性:

      Infinium产生的甲基化数据很容易与Illumina公司其它平台产生的数据兼容,例如基因表达谱分析,这使得研究人员能够对基因表达数据和Infinium甲基化数据进行整合分析。

适用于FFPE样品的甲基化研究:

      Infinium Methylation EPIC甲基化芯片改进版的protocol适用于FFPE样本的甲基化研究,利用Infinium FFPE DNA修复方案可以获得可靠可重复的结果(表2)。


表1. Infinium Methylation EPIC甲基化芯片检测正常样本和FFPE样本时的数据对比。 与正常样本相比,FFPE样本的位点检出率大于90%,不同重复间显示出很强的相关性(R2 大于0.98)。

技术参数与实验流程


技术参数


样本要求 检测策略 其他说明
  • 样本类型:基因组DNA
  • 样品需求量:总量≥2 μg;浓度≥50ng/μL
  • 样品质量:260/280介于1.7-2.0之间
  • 样品运输:DNA低温运输(-20℃)
  • 样本无明显降解,无污染
芯片杂交
  • 可检测FFPE样本
  • 使用Infinium技术,无其它甲基化DNA捕获方法常有的偏向性

A.实验流程



B.数据分析流程



经典文章解读

案例1:新鲜冷冻(FF)和福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)肿瘤样本的850K甲基化芯片检测验证。

背景:

      由于Illumina HumanMethylation 450 BeadChip(450K)最近被甲基化EPIC BeadChip(EPIC)取代,因此2017年的Clinical Epigenetics杂志发表了该850K芯片的技术性验证文章。

方法:

      该研究采用450K和850K甲基化芯片,分别检测新鲜冷冻(FF)和福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)肿瘤样本的甲基化状态。

结果:

     •  对于FF样本,2种芯片结果一致性系数平均达到0.992;
     •  对于FFPE样本,2种芯片结果一致性系数平均达到0.984;
     •  基于EPIC芯片,FFPE样本的β值与配对FF肿瘤样本的beta值相关性达到0.901-0.987;

参考文献:

      Kling T, Wenger A, Beck S, et al. Validation of the MethylationEPIC BeadChip for fresh-frozen and formalin-fixed paraffin-embedded tumours[J]. Clinical Epigenetics, 2017, 9(1):33.


对于FF样本,2种芯片结果一致性


对于FFPE样本,2种芯片结果一致性


基于850K芯片,FFPE样本的β值与配对FF肿瘤样本的beta值相关性

上海天昊生物科技有限公司 版权所有 沪ICP备17008908号
地址:上海市浦东新区康桥路787号9号楼 邮箱:techsupport@geneskies.com 电话:400-065-6886