Phương pháp nghiên cứu và phân tích dữ liệu
Thu thập mẫu mô: Nghiên cứu sử dụng hai nhóm mẫu: nhóm khám phá và nhóm độc lập. Nhóm khám phá bao gồm ba mẫu từ mỗi phân nhóm u tuyến yên chính. Nhóm độc lập bao gồm 7 u tiết GH, 6 u tiết ACTH, 6 u tiết prolactin và 13 u không chức năng. Mẫu đối chứng là 4 tuyến yên từ người hiến tạng sau khi tử vong.
Phân tích BeadArray: DNA được tách chiết từ các mẫu u và tuyến yên bình thường, sau đó được xử lý bằng bisulphite và phân tích trên Infinium Methylation 27K Arrays (Illumina). Phương pháp này đo lường trạng thái methyl hóa của 27.578 vị trí CpG trên toàn bộ hệ gen.
Xác nhận kỹ thuật: Kết quả từ BeadArray được xác nhận bằng phương pháp pyrosequencing. Các gen được chọn ngẫu nhiên từ tập dữ liệu BeadArray để xác nhận trạng thái methyl hóa của chúng.
Phân tích biểu hiện gen: RT-qPCR định lượng được sử dụng để xác định mối liên hệ giữa sự methyl hóa đảo CpG và sự im lặng của gen. Mức độ biểu hiện của gen được so sánh giữa các u tuyến yên và mô tuyến yên bình thường.
Các tác giả đã áp dụng các tiêu chí lọc nghiêm ngặt để xác định các gen bị methyl hóa bất thường. Ban đầu, họ lọc các vị trí CpG có giá trị β tăng ≥0,4 so với tuyến yên bình thường. Sau đó, họ tinh chỉnh tiêu chí để bao gồm các gen có một trong hai CpG với giá trị β ≥0,4 và CpG thứ hai có giá trị β ≥0,25, và những thay đổi này phải xuất hiện trong ít nhất hai trong ba mẫu u của cùng một phân nhóm.
Kết quả chính của nghiên cứu
Với tiêu chí lọc nghiêm ngặt, nghiên cứu đã xác định được 40 gen trong u không chức năng (NF), 21 gen trong u tiết hormone tăng trưởng (GH), 6 gen trong u tiết prolactin (PRL), và 2 gen trong u corticotroph (CT). Các gen này đều có sự tăng methyl hóa so với tuyến yên bình thường. Phần lớn các vị trí CpG bị methyl hóa bất thường nằm trong các đảo CpG.
Bảng minh họa các mẫu methyl hóa DNA khác nhau trong các phân nhóm u tuyến yên
Tỷ lệ xác nhận các gen bị methyl hóa bất thường bằng phương pháp pyrosequencing (12/16 gen)
Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng một số gen bị methyl hóa bất thường chung trong nhiều phân nhóm u, trong khi các gen khác chỉ bị methyl hóa bất thường trong một phân nhóm u cụ thể. Ví dụ, gen EML2 chỉ bị methyl hóa bất thường trong u không chức năng, trong khi gen RHOD bị methyl hóa bất thường trong cả u không chức năng và u tiết GH.
Trong 12 gen được xác nhận bị methyl hóa bất thường trong u không chức năng, có 3 gen (EML2, RHOD và HOXB1) cho thấy mối liên hệ nghịch đảo giữa sự tăng methyl hóa và giảm biểu hiện gen. Điều này có nghĩa là khi các gen này bị methyl hóa, biểu hiện của chúng bị giảm đáng kể.
Phân tích ontology gen cho thấy các gen bị methyl hóa bất thường phân bố trong nhiều quá trình sinh học, chức năng phân tử và con đường tín hiệu khác nhau. Đáng chú ý, nhiều gen tham gia vào các con đường tín hiệu nội bào bị methyl hóa bất thường trong u tuyến yên, và nhiều gen trong số này (SOCS2, RAC2, ERBB2, RASSF1, SOCS1 và COL1A2) đã được chứng minh có đặc tính ức chế khối u trong nhiều loại khối u khác.
Ý nghĩa và hướng nghiên cứu trong tương lai
Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc hiểu biết về cơ chế phân tử của u tuyến yên. Các phát hiện chính bao gồm:
· Xác định các thay đổi epigenome đặc trưng cho từng phân nhóm u tuyến yên
· Phát hiện các gen mới bị methyl hóa bất thường trong u tuyến yên
· Thiết lập mối liên hệ giữa sự methyl hóa bất thường và giảm biểu hiện gen
· Xác định các gen tiềm năng có thể được sử dụng làm dấu ấn sinh học hoặc mục tiêu điều trị
Nghiên cứu này mở ra hướng mới trong việc hiểu biết về cơ chế phân tử của u tuyến yên và có thể dẫn đến việc phát triển các phương pháp chẩn đoán và điều trị mới. Các nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc xác nhận các đảo CpG bị methyl hóa bất thường và khám phá vai trò chức năng của các gen bị methyl hóa trong sự phát triển và tiến triển của u tuyến yên.
· Dấu ấn sinh học: Các gen bị methyl hóa bất thường có thể được sử dụng làm dấu ấn sinh học để dự đoán hoặc đặc trưng hóa các khối u có khả năng phát triển xâm lấn hoặc tái phát.
· Hiểu biết về sinh học khối u: Đặc trưng hóa chức năng của các gen bị giảm biểu hiện sẽ cung cấp hiểu biết mới về nguyên nhân và sinh học của khối u.
· Mục tiêu điều trị mới: Xác định các gen hoặc con đường tín hiệu mới có thể cung cấp các mục tiêu hoặc lựa chọn điều trị mới cho bệnh nhân u tuyến yên.
Việc hiểu rõ hơn về các thay đổi epigenetic trong u tuyến yên có thể giúp phát triển các liệu pháp nhắm vào epigenetic, có thể đảo ngược các thay đổi này và khôi phục biểu hiện bình thường của các gen bị im lặng, từ đó cung cấp các chiến lược điều trị mới cho bệnh nhân u tuyến yên.
PGS. TS Dương Văn Cường tại buổi điểm báo Khoa học
Link tới công bố:
Quantitative, genome-wide analysis of the DNA methylome in sporadic pituitary adenomas in: Endocrine-Related Cancer Volume 19 Issue 6 (2012)