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目的:DNA甲基化(DNAMethylation)是一种常见且重要的表观遗传修饰,研究表明DNA甲基化在组织发育以及各种复杂疾病中(例如癌症、心血管疾病等)发挥重要作用。长链非编码RNA(Long Non-coding RNA,lncRNA)是基因表达的关键调节因子之一,lncRNA在多种疾病中表达发生改变,在免疫调节中发挥着重要作用。大量的研究表明lncRNA的表达失调受到DNA甲基化的严格调控。中枢神经系统(CNS)肿瘤是儿童中常见的肿瘤类型之一。然而,目前仍然缺乏免疫相关lncRNA在不同类型的儿科CNS肿瘤中的表观遗传调控的知识。方法:首先从 Gene Expression Omnibus(GEO)数据库和 Array Express 数据库中收集了 2,257个儿科CNS肿瘤样本的DNA甲基化谱,这些样本涵盖了 61个WHO界定的CNS肿瘤类型,并且将DNA甲基化谱与lncRNA注释相结合,进而确定受到表观遗传调控的lncRNA。接着,基于甲基化特征将儿科中枢神经系统肿瘤重新划分为不同的分子亚型,然后使用似然比模型对新分类效果进行评估。对于基于甲基化特征的CNS亚型,使用MethyCIBERSORT计算、比较每个亚型患者的免疫细胞浸润情况。此外,通过文献收集多种免疫特征,进一步研究了亚型之间免疫调控的差异。为了系统地确定DNA甲基化调控的功能通路,基于定量方法QDMR软件,确定了定量差异甲基化区域(QDMR),接着使用metascape在线工具对差异甲基化基因进行功能富集分析,确定各个亚型相关的分子功能通路。为了进一步通过计算lncRNA甲基化水平与免疫细胞占比之间的Spearman相关系数(SCC),来评估每个亚型中lncRNA甲基化与免疫细胞浸润之间的相关性,通过研究它们与免疫细胞浸润和潜在调控靶基因的相关性,进一步鉴定了免疫相关的lncRNA。分析与免疫细胞浸润相关的lncRNA数目,并且进一步分析亚型间不同免疫细胞与lncRNA甲基化的相关性差异。获得了涉及17个免疫相关通路的1,811个蛋白质编码基因。接下来,根据基因组位置为每个免疫细胞浸润相关的lncRNA确定了距离最近的顺势调控蛋白质编码基因。如果最近的蛋白质编码基因被注释在免疫相关通路中,则认为该lncRNA参与了免疫相关通路的调节。然后基于“one vs.rest”方法来识别每个亚型中差异甲基化的lncRNA。最后通过文献挖掘,确定儿科CNS肿瘤中可以作为潜在生物标记物的lncRNA。结果:最终确定了 61种CNS肿瘤中lncRNA的表观遗传调控情况,并根据儿科肿瘤的甲基化水平将lncRNA分为hyper、inter、hypo三种甲基化模式。不同甲基化类型的lncRNA的属性存在差异,hypo类型的lncRNA具有更高的GC含量、外显子数量、CpG数量和保守性得分,hyper类型的lncRNA展现出与之相反的模式。接着,揭示了儿科泛中枢神经系统肿瘤中普遍存在lncRNA甲基化异质性,基于lncRNA甲基化的模式,将中枢神经系统肿瘤重新分成了 14种不同的分子亚型,并且类内样本皮尔森相关性强。此外,还发现在加入基于甲基化特征的亚型分类后,似然比模型也显示出更高的显著性,说明基于甲基化特征的癌症亚型分类更能体现患者的临床差异。进一步,通过MethyCIBERSORT的计算结果研究肿瘤分子亚型患者的免疫微环境,发现每个肿瘤亚型具有不同的免疫细胞浸润程度,其中内皮细胞和成纤维细胞占比较大。各个亚型中,免疫特征得分情况存在明显差异,尤其是C5亚型中的患者免疫特征甲基化水平普遍较高,并且Treg免疫细胞占比最大,表明调节性T细胞可能会阻碍CNS神经损伤或心理压力的恢复。此外,这些亚型还涉及神经发育、免疫调控等功能通路。接着,通过对lncRNA甲基化与免疫细胞浸润占比进行全面的分析,发现lncRNA甲基化与不同肿瘤亚型的免疫细胞浸润显著相关,并且识别了 32个lncRNA与10种免疫细胞的浸润程度显著相关。分子亚型间与免疫浸润相关的lncRNA数量明显不同,涉及的免疫细胞类型存在差异。具有甲基化扰动的lncRNA可能通过调节免疫相关通路中的基因在肿瘤中发挥重要作用。最终确定了 CNS肿瘤中16个候选免疫相关lncRNA可以作为潜在的生物标志物以进行后续的功能验证。结论:本研究系统分析了儿科泛中枢神经系统肿瘤中受到表观遗传调控的lncRNA调控图谱,并揭示了 lncRNA在免疫调控中的重要作用。研究结果发现lncRNA甲基化图谱能够揭示具有不同甲基化模式的肿瘤分子亚型,不同亚型的肿瘤患者具有显著不同的免疫微环境差异。通过分析lncRNA甲基化水平与肿瘤免疫微环境的相关性,识别了儿科肿瘤中潜在的免疫相关lncRNA分子标记,为促进CNS肿瘤中开发新的免疫治疗靶点和治疗策略提供了重要的资源和新见解。