Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60422
Title: Genome-wide analysis of dna methylation and role of methylation status at line-1 and alu sequences in chronic plaque-type psoriasis
Other Titles: การศึกษาดีเอนเอเมทิลเลชั่นทั้งยีโนมและบทบาทของสภาวะเมทิลเลชั่นที่ลำดับเบส ของ LINE-1 และ ALU ในโรคสะเก็ดเงิน
Authors: Surasak Yooyongsatit
Advisors: Jongkonnee Wongpiyabovorn
Apiwat Mutirangura
Advisor's Email: Jongkonnee.W@Chula.ac.th
Apiwat.M@Chula.ac.th
Subjects: Psoriasis
Human genome
Methylation
โรคสะเก็ดเงิน
จีโนมมนุษย์
เมทิเลชัน
Issue Date: 2011
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Long interspersed element-1 (LINE-1 or L1) and short interspersed elements (Alu) retrotransposons are identified to influence human genome in many fashions such as modifications in gene expression. Alterations in methylation of LINE-1 and Alu have been demonstrated to associate with many diseases, particularly in malignancies and autoimmune diseases. Moreover, level and pattern of LINE-1 hypomethylation were related to high cancer risk, prognosis and aggressiveness of many several cancers. But there is no study in Psoriasis. To evaluate DNA methylated status of repetitive sequence in psoriasis. We determined DNA methylation level and pattern of LINE-1 and Alu in keratinocyte and various hematopoietic cells from psoriasis (n=29) compared to normal controls (n=33) and squamous cell carcinoma (SCC) (n=8), by the improved combined bisulfite restriction analysis of LINE-1 and Alu (COBRA-LINE-1 and Alu). COBRA-LINE-1 classified LINE-1 loci due to methylation patterns of 2 CpG dinucleotides at 5’UTR into four categories: hypermethylated (mCmC), hypomethylated (uCuC), and 2 forms of partially methylated loci (uCmC and mCuC). The consequences of epigenetic changes of psoriatic skin in intragenic LINE-1 in gene expression were tested on 2 expression microarrays (GSE13355 and GSE14905). We found hypomethylation of LINE-1 but not Alu in keratinocyte from psoriasis (p-value=0.044) (% methylation in psoriasis vs. normal = 41.64 VS. 45.15). The percentage of uCuC (%uCuC) of LINE-1 was significantly higher in keratinocyte from psoriasis than healthy subjects (p-value=0.045) (% methylation in psoriasis vs. normal = 41.11 VS. 37.40). A receiver-operating characteristic (ROC) curve analysis demonstrated the cut-off value >39.67% of %uCuC with sensitivity = 69.23% and specificity = 69.23% for psoriasis. Moreover, %uCmC of LINE-1 was significantly lower in severe psoriasis than mild psoriasis (p-value=0.022) (% methylation in severe vs. mild psoriasis = 9.10 VS. 18.80). ROC curve analyses displayed the possible of %uCmC as biomarker for psoriasis severity with a cut-off value of ≤ 10.87% (sensitivity = 83.33% and specificity = 100.00%). Genome-wide expression array analysis revealed a higher prevalence of down regulation when genes containing LINE-1s than without (p-value=3.84 x 10-27 and p-value=2.14 x 10-21, respectively). Changes in LINE-1 pattern and reduction in level can be observed in psoriatic skin. This change is one of the mechanisms that alter gene expression leading to phenotypic change of psoriatic skin. Consequently, certain classes of LINE-1 methylation patterns, %uCuC and %uCmC may be used as novel biomarker for psoriasis.
Other Abstract: ลำดับเบสซ้ำชนิด LINE-1 และ Alu ถูกจัดจำแนกว่ามีบทบาทต่อการเปลี่ยนแปลงในยีโนมของมนุษย์ผ่านหลายกลไกด้วยกัน เช่นกลไกการเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน การเปลี่ยนแปลงระดับเมทิลเลชั่นของลำดับเบสซ้ำ LINE-1 และ Alu สัมพันธ์กับการเกิดโรคหลายชนิด โดยเฉพาะโรคมะเร็งและโรคภูมิต้านทานเนื้อเยื่อตนเอง ยิ่งไปกว่านั้นระดับและรูปแบบเมทิลเลชั่นระดับต่ำของ LINE-1 ยังสัมพันธ์กับความเสี่ยงสูงในการเป็นโรคมะเร็ง, การพยากรณ์โรค และการรุกรานของมะเร็งหลายชนิด แต่อย่างไรก็ตามยังไม่มีการศึกษาเรื่องนี้ในโรคสะเก็ดเงิน เราจึงทำการศึกษาระดับเมทิลเลชั่นของลำดับเบสซ้ำในโรคสะเก็ดเงิน เราศึกษาระดับ และรูปแบบดีเอนเอเมทิลเลชั่น ของ LINE-1และ Alu ในเซลล์ผิวหนังและเซลล์เม็ดเลือดของผู้ป่วยโรคสะเก็ดเงินจำนวน 29 ราย เปรียบเทียบกับคนปกติจำนวน 33 รายและผู้ป่วยโรคมะเร็งผิวหนังจำนวน 8 ราย จากวิธี COBRA-LINE-1 and Alu ที่ถูกพัฒนาให้ดีขึ้น COBRA-LINE-1 แบ่ง LINE-1 loci ตามรูปแบบของเมทิลเลชั่นของนิวคลีโอไทด์ 2 ตำแหน่งบริเวณ CpG ที่ 5’UTR เป็นสี่กลุ่มดังนี้ hypermethylated (mCmC), hypomethylated (uCuC), และ 2 รูปแบบของ partially methylated loci (uCmC and mCuC) ผลสืบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงทาง epigenetic ในผิวหนังผู้ป่วยโรคสะเก็ดเงินกับ LINE-1 ในยีน และการแสดงออกของยีนถูกทดสอบใน 2 ไมโครอะเร (GSE13355 และ GSE14905) ผลการศึกษาพบสภาวะเมทิลเลชั่นระดับต่ำใน LINE-1 แต่ไม่พบใน Alu ของเซลล์ผิวหนังผู้ป่วยโรคสะเก็ดเงินอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p-value=0.044) (ระดับเมทิลเลชั่นในโรคสะเก็ดเงินเทียบกับกลุ่มควบคุม = 41.64 และ 45.15) นอกจากนั้นยังพบเปอร์เซ็นต์เมทิลเลชั่นในรูปแบบ %uCuC ของยีน LINE-1 มีระดับที่สูงขึ้นในโรคสะเก็ดเงินกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p-value=0.045) (ระดับเมทิลเลชั่นในโรคสะเก็ดเงินเทียบกับกลุ่มควบคุม = 41.11 และ 37.40) จากการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมทางสถิติ (ROC curve analysis) แสดงค่าความไว = 69.23% และค่าความจำเพาะ = 69.23% ในโรคสะเก็ดเงินเมื่อใช้ค่า cut-off ของเปอร์เซ็นต์เมทิลเลชั่นในรูปแบบ %uCuC ของยีน LINE-1 ที่ > 39.67% ยิ่งไปกว่านั้น เปอร์เซ็นต์เมทิลเลชั่นในรูปแบบ %uCmC ของยีน LINE-1 ลดต่ำลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในผู้ป่วยโรคสะเก็ดเงินที่มีความรุนแรงของโรคสูงกว่าผู้ป่วยโรคสะเก็ดเงินที่มีความรุนแรงของโรคต่ำ (p-value=0.022) (ระดับเมทิลเลชั่นในผู้ป่วยที่มีความรุนแรงของโรคสูงเทียบกับผู้ป่วยที่มีความรุนแรงของโรคต่ำ = 9.10 และ 18.80) การวิเคราะห์ทางสถิติ (ROC curve analysis) แสดงให้เห็นความน่าจะเป็นที่เปอร์เซ็นต์เมทิลเลชั่นในรูปแบบ %uCmC ของยีน LINE-1 สามารถใช้เป็นเครื่องหมายทางชีวภาพชี้วัดความรุนแรงของโรคสะเก็ดเงินที่ค่าความไว = 83.33% และค่าความจำเพาะ = 100.00% โดยใช้ cut-off ที่ ≤ 10.87% สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลการแสดงออกของยีนในไมโครอะเรพบความสัมพันธ์ระดับสูงระหว่างยีนที่มี LINE-1 กับยีนที่ลดระดับการแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ (p-value=3.84 x 10-27 และ p-value=2.14 x 10-21 ตามลำดับ) การเปลี่ยนแปลงรูปแบบของ LINE-1 และการลดระดับการแสดงออกพบในผิวหนังโรคสะเก็ดเงิน การเปลี่ยนแปลงนี้อาจเป็นหนึ่งในกลไกซึ่งเปลี่ยนแปลงการแสดงออกของยีน และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลง phenotype ในผิวหนังโรคสะเก็ดเงิน ดังนั้นเปอร์เซ็นต์เมทิลเลชั่นในบางรูปแบบได้แก่ % uCuC และ %uCmC ของยีน LINE-1 อาจนำมาใช้เป็นเครื่องหมายทางชีวภาพในโรคสะเก็ดเงินต่อไป
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2011
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Medical Microbiology (Inter-Department)
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/60422
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2011.61
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2011.61
Type: Thesis
Appears in Collections:Grad - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Surasak_Yo.pdf1.58 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.