Acta Neuropathologica: 散发性克雅氏病患者血液中DNA甲基化谱的改变

朊病毒病是由朊病毒蛋白的错误折叠和聚集引起的致命的、可传播的神经退行性疾病。这些疾病包括散发性、孟德尔遗传性和后天性疾病，尽管它们都不可避免地是致命的，但它们都是异质性的。在神经病理学上，该病的特点是灰质海绵状改变，伴有神经元丢失、反应性胶质增生和错误折叠的PrP积聚。朊病毒疾病或朊病毒的致病和传播因子，被认为是完全或主要由错误折叠的PrP形成的成对双螺旋纤维组成。受朊病毒概念启发的机制现在被广泛应用于与其他蛋白质和肽错误折叠形式相关的神经退行性疾病。虽然最近的研究表明表观遗传变异与常见的神经退行性疾病有关，但还没有研究探讨它们在人类朊病毒疾病中的作用。

在这里，作者团队分析了最常见的人类朊病毒病，散发性克雅氏病（sCJD）的全基因组血液DNA甲基化。本文的病例对照研究（n=219）在考虑个体间细胞类型组成差异时，确定了38个具有全基因组意义的探针（p<1.24×10^-7）。其中9个位点是在一个独立的病例对照（n=186）队列中采用焦磷酸测序法进行的复制研究。在FKBP5、AIM2（2个探针）、UHRF1、KCNAB2中或附近的位点成功复制。基于血液的DNA甲基化信号是组织特异性和疾病特异性的，在使用sCJD额叶皮质（n=84）、阿尔茨海默病患者血液样本以及遗传性和获得性朊病毒疾病的病例对照研究中，复制的探针信号不变。使用血液DNA甲基化阵列图谱的机器学习算法可以准确区分sCJD患者和对照组。最后，本文确定了甲基化水平与sCJD患者延长生存期相关的位点。总的来说，这项研究已经确定了sCJD的外周DNA甲基化特征和各种潜在的生物标记应用。

方法：1995年至2018年期间，根据世界卫生组织标准明确诊断为sCJD的患者由英国国家朊病毒诊所（英国伦敦）和其他推荐人招募。所有sCJD患者均为英国人。对照组献血者的血液或DNA来源于卡迪夫大学（英国加的夫）或国家朊病毒诊所（英国伦敦）。GPower3.1被用来估计支持全基因组研究所需的样本量。在使用大脑样本的地方，从生物安全三级设施的51个sCJD大脑解剖标本的额叶皮质灰质中提取基因组DNA。将50-100mg的组织转移到2ml螺旋盖试管(Eppendorf，德国)中，在450μl ATL裂解缓冲液(Qiagen，NL)和50μl蛋白酶K中于50℃温拌舒适加热块(Eppendorf，德国)中孵育过夜，以800转/分的速度混合。第二天，通过倒置将样品与500μl三平衡苯酚（Sigma-Aldrich，DE）混合。然后在室温下以16100g离心5分钟，然后将上部水相转移到新鲜试管中，下部有机相丢弃到苯酚废瓶子中。

总而言之，不管潜在的机制如何，本文的结果表明血液中存在关于sCJD病状态的非蛋白质介导的信息，并表明绘制这种DNA甲基化模式的改变以及未来的独立复制可能有助于测试和咨询。未来的工作将揭示在涉及外周发病机制的获得性朊病毒疾病中DNA甲基化是否也发生了改变。这项研究对于了解散发性CJD的发病机制和识别能满足周围现有临床信号的生物标志物提供了新的途径。

C. Dabin, L., Guntoro, F., Campbell, T. et al. Altered DNA methylation profiles in blood from patients with sporadic Creutzfeldt–Jakob disease. Acta Neuropathol (2020).