Published June 23, 2011 | Version v1
Publication Open

A genome-wide DNA methylation study in colorectal carcinoma

Creators

  • 1. University of Chicago
  • 2. Bangabandhu Sheikh Mujib Medical University
  • 3. University of Chicago Research Bangladesh

Description

We performed a genome-wide scan of 27,578 CpG loci covering 14,475 genes to identify differentially methylated loci (DML) in colorectal carcinoma (CRC).We used Illumina's Infinium methylation assay in paired DNA samples extracted from 24 fresh frozen CRC tissues and their corresponding normal colon tissues from 24 consecutive diagnosed patients at a tertiary medical center.We found a total of 627 DML in CRC covering 513 genes, of which 535 are novel DML covering 465 genes. We also validated the Illumina Infinium methylation data for top-ranking genes by non-bisulfite conversion q-PCR-based methyl profiler assay in a subset of the same samples. We also carried out integration of genome-wide copy number and expression microarray along with methylation profiling to see the functional effect of methylation. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) showed that among the major "gene sets" that are hypermethylated in CRC are the sets: "inhibition of adenylate cyclase activity by G-protein signaling", "Rac guanyl-nucleotide exchange factor activity", "regulation of retinoic acid receptor signaling pathway" and "estrogen receptor activity". Two-level nested cross validation showed that DML-based predictive models may offer reasonable sensitivity (around 89%), specificity (around 95%), positive predictive value (around 95%) and negative predictive value (around 89%), suggesting that these markers may have potential clinical application.Our genome-wide methylation study in CRC clearly supports most of the previous findings; additionally we found a large number of novel DML in CRC tissue. If confirmed in future studies, these findings may lead to identification of genomic markers for potential clinical application.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

أجرينا مسحًا على نطاق الجينوم لـ 27578 موضعًا لجرعة الجينوم الواحد تغطي 14475 جينًا لتحديد المواضع الميثيلية التفاضلية (DML) في سرطان القولون والمستقيم (CRC). استخدمنا اختبار مثيلة الإنفينيوم في Illumina في عينات الحمض النووي المقترنة المستخرجة من 24 نسيجًا من أنسجة CRC المجمدة حديثًا وأنسجة القولون الطبيعية المقابلة لها من 24 مريضًا تم تشخيصهم على التوالي في مركز طبي ثالث. وجدنا ما مجموعه 627 DML في CRC تغطي 513 جينًا، منها 535 هي DML جديدة تغطي 465 جينًا. لقد تحققنا أيضًا من صحة بيانات مثيلة Illumina Infinium للجينات ذات التصنيف الأعلى من خلال اختبار تحليل الميثيل القائم على تحويل غير البيسلفيت q - PCR في مجموعة فرعية من نفس العينات. كما أجرينا تكاملًا لرقم النسخة على مستوى الجينوم والمصفوفة الدقيقة للتعبير جنبًا إلى جنب مع توصيف المثيلة لمعرفة التأثير الوظيفي للمثيلة. أظهر تحليل إثراء مجموعة الجينات (GSEA) أنه من بين "مجموعات الجينات" الرئيسية التي يتم فرط ميثيلها في CRC هي المجموعات: "تثبيط نشاط أدينيلات سيكلاز عن طريق إشارات البروتين G"، و "نشاط عامل تبادل جوانيل نيوكليوتيد الراك"، و "تنظيم مسار إشارات مستقبلات حمض الريتينويك" و "نشاط مستقبلات هرمون الاستروجين". أظهر التحقق المتداخل على مستويين أن النماذج التنبؤية القائمة على DML قد توفر حساسية معقولة (حوالي 89 ٪)، وخصوصية (حوالي 95 ٪)، وقيمة تنبؤية إيجابية (حوالي 95 ٪) وقيمة تنبؤية سلبية (حوالي 89 ٪)، مما يشير إلى أن هذه العلامات قد يكون لها تطبيق سريري محتمل. تدعم دراسة المثيلة على مستوى الجينوم في CRC بوضوح معظم النتائج السابقة ؛ بالإضافة إلى ذلك وجدنا عددًا كبيرًا من DML الجديد في أنسجة CRC. إذا تم تأكيد هذه النتائج في الدراسات المستقبلية، فقد تؤدي إلى تحديد العلامات الجينية للتطبيق السريري المحتمل.

Translated Description (French)

Nous avons effectué une analyse à l'échelle du génome de 27 578 loci CpG couvrant 14 475 gènes pour identifier les loci méthylés différentiellement (DML) dans le carcinome colorectal (CRC). Nous avons utilisé le test de méthylation Infinium d'Illumina dans des échantillons d'ADN appariés extraits de 24 tissus frais congelés du CRC et de leurs tissus normaux correspondants du côlon de 24 patients diagnostiqués consécutifs dans un centre médical tertiaire. Nous avons trouvé un total de 627 DML dans le CRC couvrant 513 gènes, dont 535 nouveaux DML couvrant 465 gènes. Nous avons également validé les données de méthylation d'Illumina Infinium pour les gènes de premier rang par un test de profilage de méthyle basé sur la q-PCR sans conversion de bisulfite dans un sous-ensemble des mêmes échantillons. Nous avons également réalisé l'intégration du nombre de copies à l'échelle du génome et du microréseau d'expression ainsi que le profilage de méthylation pour voir l'effet fonctionnel de la méthylation. Gene Set Enrichment Analysis (GSEA) a montré que parmi les principaux « ensembles de gènes » hyperméthylés dans le CCR figurent les ensembles suivants : « inhibition de l'activité de l'adénylate cyclase par la signalisation de la protéine G », « activité du facteur d'échange guanyl-nucléotide Rac », « régulation de la voie de signalisation du récepteur de l'acide rétinoïque » et « activité du récepteur des œstrogènes ». La validation croisée imbriquée à deux niveaux a montré que les modèles prédictifs basés sur la DML peuvent offrir une sensibilité raisonnable (environ 89 %), une spécificité (environ 95 %), une valeur prédictive positive (environ 95 %) et une valeur prédictive négative (environ 89 %), ce qui suggère que ces marqueurs peuvent avoir une application clinique potentielle. Notre étude de méthylation à l'échelle du génome dans le CCR soutient clairement la plupart des résultats précédents ; en outre, nous avons trouvé un grand nombre de nouvelles DML dans les tissus du CCR. S'ils sont confirmés dans des études futures, ces résultats peuvent conduire à l'identification de marqueurs génomiques pour une application clinique potentielle.

Translated Description (Spanish)

Realizamos una exploración de todo el genoma de 27,578 loci CpG que cubren 14,475 genes para identificar loci diferencialmente metilados (LMD) en el carcinoma colorrectal (CCR). Utilizamos el ensayo de metilación Infinium de Illumina en muestras de ADN emparejadas extraídas de 24 tejidos de CCR recién congelados y sus correspondientes tejidos de colon normales de 24 pacientes diagnosticados consecutivos en un centro médico terciario. Encontramos un total de 627 LMD en CCR que cubren 513 genes, de los cuales 535 son LMD novedosas que cubren 465 genes. También validamos los datos de metilación de Illumina Infinium para genes de alto rango mediante un ensayo de perfil de metilo basado en q-PCR de conversión sin bisulfito en un subconjunto de las mismas muestras. También llevamos a cabo la integración del número de copias de todo el genoma y la micromatriz de expresión junto con el perfil de metilación para ver el efecto funcional de la metilación. El análisis de enriquecimiento de conjuntos de genes (GSEA) mostró que entre los principales "conjuntos de genes" que están hipermetilados en el CCR se encuentran los conjuntos: "inhibición de la actividad de la adenilato ciclasa por la señalización de la proteína G", "actividad del factor de intercambio de guanil-nucleótidos Rac", "regulación de la vía de señalización del receptor de ácido retinoico" y "actividad del receptor de estrógenos". La validación cruzada anidada de dos niveles mostró que los modelos predictivos basados en LMD pueden ofrecer una sensibilidad razonable (alrededor del 89%), especificidad (alrededor del 95%), valor predictivo positivo (alrededor del 95%) y valor predictivo negativo (alrededor del 89%), lo que sugiere que estos marcadores pueden tener una aplicación clínica potencial. Nuestro estudio de metilación de todo el genoma en CCR respalda claramente la mayoría de los hallazgos anteriores; además, encontramos una gran cantidad de LMD novedosa en el tejido de CCR. Si se confirman en estudios futuros, estos hallazgos pueden conducir a la identificación de marcadores genómicos para su posible aplicación clínica.

Files

1755-8794-4-50.pdf

Files (3.8 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:c7d82b6a89c4d68eb3fc26fc8a9eb92a
3.8 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة مثيلة الحمض النووي على مستوى الجينوم في سرطان القولون والمستقيم
Translated title (French)
Une étude de méthylation de l'ADN à l'échelle du génome dans le carcinome colorectal
Translated title (Spanish)
Un estudio de metilación del ADN en todo el genoma en el carcinoma colorrectal

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1994322947
DOI
10.1186/1755-8794-4-50

Is supplement to
https://openalex.org/W3030889166 (Other)
https://openalex.org/W2911544435 (Other)
https://openalex.org/W2344200017 (Other)
https://openalex.org/W2163125553 (Other)
https://openalex.org/W2150651400 (Other)
https://openalex.org/W2127500890 (Other)
https://openalex.org/W2033244804 (Other)
https://openalex.org/W2008284862 (Other)
https://openalex.org/W1983904019 (Other)
https://openalex.org/W1975609775 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Bangladesh

References

  • https://openalex.org/W142591619
  • https://openalex.org/W1504303645
  • https://openalex.org/W1505543021
  • https://openalex.org/W1989663044
  • https://openalex.org/W2001341440
  • https://openalex.org/W2008471043
  • https://openalex.org/W2011912935
  • https://openalex.org/W2016799106
  • https://openalex.org/W2018649033
  • https://openalex.org/W2020541351
  • https://openalex.org/W2023473560
  • https://openalex.org/W2027102338
  • https://openalex.org/W2029197798
  • https://openalex.org/W2043033879
  • https://openalex.org/W2054818135
  • https://openalex.org/W2061623083
  • https://openalex.org/W2064915317
  • https://openalex.org/W2065059240
  • https://openalex.org/W2071328133
  • https://openalex.org/W2074746593
  • https://openalex.org/W2094969209
  • https://openalex.org/W2095091186
  • https://openalex.org/W2105260721
  • https://openalex.org/W2105307866
  • https://openalex.org/W2107537216
  • https://openalex.org/W2109453679
  • https://openalex.org/W2115444345
  • https://openalex.org/W2121356859
  • https://openalex.org/W2130410032
  • https://openalex.org/W2144322571
  • https://openalex.org/W2147345880
  • https://openalex.org/W2148521032
  • https://openalex.org/W2156165856
  • https://openalex.org/W2169903102
  • https://openalex.org/W2314185483
  • https://openalex.org/W4232923990