DNA methylation status of imprinted gene H19 and IGF2 in amniotic fluid stem cells

การศึกษารูปแบบ DNA methylation ของยีนฝังจำ H19 IGF2 ในเซลล์ต้นกำเนิดน้ำคร่ำ

Name: Sujeeporn Sripradite

MeSH: DNA Methylation

LCSH: Genomic imprinting

LCSH: Stem cells

Abstract: The amniotic fluid stem cell is the intermediate stem cell between the embryonic stem cell (ESC) and adult stem cell (ASC). This stem cell gives more advantages for medical therapy than other stem cells due to its appropriate proliferation potential, it has no teratoma formation as reported in ESC and it has higher proliferation potential than ASC to generate an adequate cell. Therefore, the factor that regulates AFS proliferation is quite interesting. DNA methylation is the one major mechanism of epigenetics that controls cell activity by regulation of gene action. The DNA methylation pattern is stable and has inheritable characteristics. Once it is established, it is maintained and passed through the daughter cells. The unique gene called the imprinted gene is also affected by DNA methylation mechanism. This gene is a susceptible gene due to its monoallelic methylation. The alteration of DNA methylation status on only one allele can lead to different cell characteristics. Some imprinted genes are involved in cell proliferation. The intensively studied imprinting cluster which regulates cell proliferation is the IGF2-H19 imprinting cluster. This imprinting cluster comprises 2 homeostatic imprinted genes. The IGF2 encodes an insulin-like growth factor to trigger cell proliferation whereas the nontranslated H19 downregulates cell proliferation. The gene action of IGF2 and H19 is regulated by a DNA methylation pattern at the CTCF6 binding region upstream of H19, which has been suggested as the Imprinting Control Region (ICR). In addition, the Differentially Methylated Region (DMR) within IGF2 is also suggested as the regulatory region due to its imprinting methylation pattern. The methylation pattern at these regions was studied in various cell types including embryonic stem cells, embryonic tissues, various cancer cells and cells from patients suffering growth retardation such as from Bechwith-Weidmann Syndrome (BWS), and Silver Russel Syndrome. However, the DNA methylation at these regions in AFS has never been reported. Therefore, this study investigated the DNA methylation pattern at both DMR and ICR in the IGF2-H19 imprinting cluster in AFS using bisulfite sequencing technique. It also defined the methylation pattern separately at different passages, P8 and P15. The results showed that all CpG sites in both DMR and ICR are differentially methylated. Only some CpG sites in ICR at passage8 (P8) displayed biallelic methylation. The study concluded that the DNA methylation at DMR and ICR in the IGF2-H19 imprinting cluster of AFS cell was imprinting pattern. Additionally, the change of methylation pattern at ICR can occur during in vitro cultured process.

Abstract: เซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำจัดเป็นเซลล์ต้นกําเนิดทารก ซึ่งมีศักยภาพอยู่ระหว่างเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อนและเซลล์ต้นกําเนิดตัวเต็มวัย เมื่อพิจารณาถึงศักยภาพในการแบ่งตัวและการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ทําหน้าที่นั้นจะเห็นได้ว่าเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำมีความสามารถในการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์อื่นได้น้อยกว่าเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อน ดังนั้น เซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำจึงมีศักยภาพในการนําไปใช้ในการรักษาต่ำกว่าเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อนในแง่ของความหลากหลายในการสร้างเซลล์ทําหน้าที่ แต่ในแง่ของการแบ่งตัวเพิ่มจํานวนนั้น เซลล์ต้นกำเนิดน้ำคร่ำกลับมีความได้เปรียบในการนําไปใช้รักษามากกว่าเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อนและตัวเต็มวัยเนื่องจากมีศักยภาพที่ไม่มากเกินไปจนก่อให้เกิดมะเร็งดั่งเช่นเซลล์ต้นกําเนิดตัวอ่อนและไม่น้อยเกินดั่งที่เป็นข้อจํากัดของเซลล์ต้นกําเนิดตัวเต็มวัยดังนั้นการศึกษานี้จึงได้สนใจถึงปัจจัยควบคุมการแบ่งตัวเพิ่มจํานวนของเซลล์ซึ่งการทํางานของยีนฝังจําใน IGF2-H19 imprinting cluster เป็นปัจจัยหนึ่งที่มีการศึกษาอย่างมากและมีรายงานว่ามีความสัมพันธ์กับความบกพร่องทางการเจริญเติบโตหลายๆโรคด้วยกัน โดยยีนฝังจําในกลุ่มนี้ ประกอบด้วย 2 ยีนที่ทําหน้าที่ควบคุมสมดุลของการแบ่งเซลล์ได้แก่ยีน Insulin-like growth factor 2 (IGF2) ซึ่งส่งเสริมการแบ่งเซลล์และ ยีน H19 ซึ่งยับยั้งการแบ่งเซลล์ยีนในกลุ่มนี้จะมีการทํางานสัมพันธ์กันภายใต้การควบคุมของ DNA methylation ที่บริเวณ ICR เหนือยีน H19และ DMR ของยีน IGF2ดังนั้น เราจึงสนใจศึกษารูปแบบ methylation ที่บริเวณ ICRและ DMR ในเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำซึ่งยังไม่เคยมีรายงานมาก่อน และนอกจากนี้ยังได้ทําการเปรียบเทียบรูปแบบ methylation ระหว่างเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำที่ passage ต่างกันด้วย (passage8 และ passage15) การศึกษานี้ใช้เทคนิค Bisulfite sequencing เพื่อระบุถึงรูปแบบ methylation ของ CpG ทุกตําแหน่งในบริเวณที่สนใจจากการศึกษาแสดงให้เห็นว่ารูปแบบ methylation ที่บริเวณ ICR เหนือ H19ของเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำเป็นแบบ imprinting คือมีความแตกต่างกันระหว่างอัลลีลแต่อย่างไรก็ตามบางตัวอย่างพบรูปแบบ hypermethylation แทนที่ CpG บางตําแหน่ง ซึ่งเมื่อพิจารณาต่อไปพบว่า เซลล์ต้นกําเนิดที่มี hypermethylation CpG นั้นเป็นเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำ passage8 ทั้งหมดและสําหรับการศึกษารูปแบบ methylation ที่บริเวณ DMR ของ IGF2 พบว่ามีรูปแบบ methylation เป็นแบบ imprinting ทั้งหมดแต่ imprinting methylation นั้นไม่ได้เกิดขึ้นบนอัลลีลเดียวกัน CpG บางตําแหน่งเกิด methylation ขึ้นที่อัลลีลหนึ่งแต่ CpG ใกล้เคียงกลับ methylation ที่อัลลีลอื่น ดังนั้นจึงสรุปได้ว่ารูปแบบ methylation ของเซลล์ต้นกําเนิดน้ำคร่ำเป็นแบบ imprinting ทั้งที่บริเวณ ICR และ DMR ซึ่งรูปแบบ methylation ที่ ICR อาจเปลี่ยนแปลงได้ระหว่างการเพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ

Mahidol University. Mahidol University Library and Knowledge Center

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Sompool Kritalugsana

Role: Thesis Advisors

Name: Tassanee Phermthai

Role: Thesis Advisors

Name: Vitaya Titapant

Role: Thesis Advisors

Name: Wanna Thongnoppakhun

Role: Thesis Advisors

Created: 2010

Modified: 2013-11-12

Issued: 2013-11-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

CallNumber: TH S948D 2010

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Biochemistry

Grantor: Mahidol University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	4936481-eng.pdf	912.61 KB	8	2023-12-12 09:39:45
2	4936481-tha.pdf	942.05 KB	10	2021-01-24 20:19:23
3	4936481.pdf	14.75 MB	7	2021-01-24 20:19:52

ใช้เวลา

-0.60407 วินาที