동맥류 지하 낙로 출혈 및 지연 허혈성 결핍에서 에피 게놈 전체 DNA 메틸화 프로파일 링

이것은 동맥류 지주막 하부 출혈 환자의 말초 혈액의 DNA 메틸화 변화를 조사하기 위해 설계된 전향 적 관찰 사례-대응에게 솜 전역 연관 연구 (EWAS)이며, 허혈성 신경 학적 결손 (DIND) 지연과의 그들의 잠재적 연관성. 이 연구는 ASAH 및 DIND의 병리 생리학에 기여할 수있는 후성 유전 적 바이오 마커를 식별하고, 이들 메틸화 패턴이 질병 진행에 대한 예측 마커로서 작용할 수 있는지 평가하는 것을 목표로한다.

연구 설계 및 절차

인구:

• ASAH로 진단 된 환자는 3 차 신경 외과 센터에서 전향 적으로 모집됩니다.
• 전향 적으로 모집 된 환자는 익명화되고 임상 및 방사선 기준을 기반으로 DIND 및 비 간식 그룹으로 분류됩니다.
• 건강한 통제 대상은 공개적으로 이용 가능한 데이터 세트 (GSE246337)를 사용하여 연령, 성별, 인종 및 민족과 일치합니다.

데이터 수집 및 처리 :

• 말초 전혈 샘플 (10 ml)은 혈관 경련이 시작되기 전의 방질 후 1-4 일 내에 수집됩니다.
• DNA는 소금 아웃 방법을 사용하여 추출한 다음, 메틸화 프로파일 링을위한 바이 설 파트 전환이 추출 될 것이다.
• 게놈 전체 DNA 메틸화 분석은 ~ 850K CPG 부위를 다루는 무인 메틸화 v2.0 비드 칩 마이크로 어레이를 사용하여 수행 될 것이다.
• 유전자형 분석은 654,000 개 이상의 독특한 유전자좌로 구성된 Illumina Global Screening Array (GSA-24) v3.0을 사용하여 수행 될 것입니다. Plink v1.9 소프트웨어는 변형 필터링 및 통계 분석에 사용됩니다. 우리는이 분석에서 오토 솜에 대한 이중 합금 SNP 만 고려합니다. 이 분석이 SNP와 DIND 사이의 중요한 연관성을 생성하는 경우, 메틸화 정량적 특성 유전자좌는 관련 SNP와 차별적으로 메틸화 된 CPG 부위 사이의 장거리 상호 작용의 검사를 위해 분석 될 것이다. 이들 SNP- 메틸화 상호 작용은 혈관 경련 메커니즘에 대한 독특하고 새로운 데이터를 제공 할 수있다.

• 데이터 처리는 다음을 포함하여 엄격한 품질 관리 조치가 포함 된 Sesame R 패키지를 사용하여 수행됩니다.

  • 작은 대립 유전자 주파수> 1%로 SNP에 걸친 프로브 제거.
  • 낮은 비드 수 또는 검출 P- 값으로 프로브를 필터링합니다.
  • 성 염색체 관련 프로브 및 잘못된 맵핑 프로브의 제외.

담당 진단 :

• DIND는 임상 적으로 임상 적으로 새로운 초점 신경 학적 결핍 또는 GCS (Glasgow Coma Scale) ≥2 점의 감소로 정의되며, 1 시간 이상 지속되며 뇌수종, 저 나트륨 혈증 또는 재발과 같은 다른 원인에 기인하지 않습니다.
• 혈관 경련의 방사선 적 확인은 뇌 혈관 조영술, CT 혈관 조영술 (CTA) 또는 경 두개 도플러 (TCD) 소견에 기초 할 것이다.

통계 분석 계획

차등 적으로 메틸화 된 프로브 (DMP) :

• DMP의 식별은 다중 비교를 위해 Benjamini-Hochberg 보정과 함께 선형 회귀 모델을 사용하여 수행됩니다.
• 절대 Δβ- 값> 5% 및 조정 된 p- 값 <0.05를 갖는 CPG 부위만이 유의 한 것으로 간주됩니다.
• 후성 유전자 시계 (Horvath Clock, Hannum Clock, Skinblood Clock, Phenoage Clock, Frimage Clock)는 특정 CPG 부위에서 DNA 메틸화 패턴을 기반으로 생물학적 연령을 추정합니다.

기계 학습 분석 :

• LASSO 회귀 분석은 기능 선택에 적용되어 ASAH 대 건강 대조군을 가장 예측하는 메틸화 패턴을 식별하고 건강 대조군과 DIND가 비 드인드를 식별합니다.
• 예측 모델의 성능은 R² 메트릭을 사용하여 평가됩니다.

기능적 강화 분석 :

• 유전자 세트 농축 분석 (GSEA)은 기능적 매핑 및 게놈 전체 연관 연구 플랫폼 (FUMA GWAS)의 기능 맵핑 및 주석의 "Gene2Func"기능을 사용하여 주석 도구 (GREAT)의 게놈 영역 농축 도구 (GREAT)를 사용하여 중요한 메틸화 변화와 관련된 생물학적 병과를 식별하는데 사용될 것이다.
• 경로 분석은 이러한 과정이 ASAH 병리 생리학에 연루되어 있기 때문에 면역 반응, 신경 염증, 내피 기능 장애 및 인 대사에 중점을 둘 것입니다.

품질 보증 및 데이터 검증

내부 데이터 검증 :

• 자동화 된 데이터 점검은 메틸화 프로파일의 불일치를 식별하는 데 사용됩니다.
• 참조 데이터 세트에 대한 비교 분석은 메틸화 패턴이 알려진 생물학적 메커니즘과 일치하도록 보장 할 것이다.

소스 데이터 검증 :

• 메틸화 프로파일은 이전 후성 유전자 전체 연관 연구와 일관성을 보장하기 위해 공개적으로 이용 가능한 데이터베이스와 교차 점검 될 것입니다.
• 환자 인구 통계 학적 및 임상 데이터는 정확성을 보장하기 위해 전자 의료 기록에 대해 확인됩니다.

누락 데이터 처리 :

• 특정 CPG 부위에 대한 메틸화 데이터가 누락되거나 검출 임계 값 이하 인 경우, 이러한 사이트는 분석에서 제외됩니다.
• 누락 된 임상 데이터는 편향을 최소화하기 위해 여러 대치 방법을 사용하여 처리됩니다.

샘플 크기 정당화

코호트 구성 :

• 61 ASAH 환자 (32 개, 딩드없이 29 명).
• 61 GSE246337의 건강한 통제 일치.

비교적 작은 샘플 크기는 ASAH 한계 및 향후 방향에 대한 이전 EWAS 연구를 기반으로 선택되었습니다.

조직 특이 적 제한 :

o 연구는 말초 혈액 DNA를 사용하며, 이는 뇌 혈관 구조의 메틸화 변화를 완전히 반영하지 않을 수 있습니다. 미래의 연구는 저 사구 쥐 모델 또는 뇌척수액을 사용하여 영향을받는 혈관의 동맥 벽에서의 발견을 검증해야합니다.

하위 그룹 제한 사항을 포함시킵니다.

o 표본 크기가 상대적으로 적기 때문에 DIND와 관련된 결과는 더 큰 코호트에서 외부 검증이 필요합니다.

결론이 연구는 Asah 및 Dind와 관련된 후성 유전 학적 변화에 대한 새로운 통찰력을 제공하는 것을 목표로합니다. 차등 적으로 메틸화 된 CPG 부위를 식별함으로써,이 연구는 ASAH 환자의 초기 위험 계층화 및 잠재적 치료 표적에 대한 바이오 마커 발견을 개선하려고한다.