多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome, PCOS)是一种复杂的、病因不明的疾病，最新研究结果表明，胰岛素耐受(insulin resistance , IR)在PCOS的发生过程中起了重要的作用。本研究主要致力于探究IR在PCOS发生过程中的分子机制，运用基因组DNA甲基化免疫沉淀技术(methylated DNA immunoprecipitation , MeDIP)，分析了正常人与PCOS病人基因组中有差异的甲基化基因，此外，还鉴别了胰岛素不耐受的PCOS病人(PCOS-non-insulin resistance , PCOS-NIR)与胰岛素耐受的PCOS病人( PCOS insulin resistance , PCOS-IR)差异的甲基化基因。结果表明，PCOS-NIR与PCOS-IR病人有79个差异的甲基化基因，PCOS病人与正常人有40个差异的甲基化基因。研究者通过构建调控网络以及蛋白-蛋白相互作用网络来分析这些差异基因，此外，他们还通过GO功能注释以及通路富集分析来研究网络的生物学功能。研究者将两组比较得出的差异的甲基化基因进行分类，经过GO注释后发现，PCOS-NIR与PCOS-IR病人在免疫应答反应中的甲基化基因有显著的差异，此外，癌症信号通路上的基因在两组中均有显著的甲基化差异。这篇研究有助于更好的阐明PCOS发生的分子机制。

　　本文是由上海仁济医院的狄文教授与苏州大学神经科学研究所的曹聪教授共同合作完成的，其团队主要采用MeDIP技术完成了对PCOS疾病的分子机制的研究，该服务由上海生物芯片有限公司/生物芯片上海国家工程研究中心提供。

　　该研究设立了三个组，分别是：PCOS-NIR病人组、PCOS-IR病人组以及正常人组，每组均有五位女性。

　　为了鉴定特异性的DNA甲基化片段，研究者设计了针对含特定甲基化片段的雌激素受体(estrogen receptor beta ,ER-β)基因的引物，进行特殊的PCR (methylation-specific PCR, MSP)，发现所有样品中甲基化片段大约为250bp左右。 选取ER-β基因是因为该基因与PCOS疾病相关。

Figure 1. MS-PCR electrophoretogram showing the specificity of methylated DNA.

注：U代表 unmethylated-specific primer，M代表methylated-specific primer

　　通过MeDIP-chip检测，得到PCOS-NIR与PCOS-IR病人有79个差异的甲基化基因，PCOS病人与正常人有40个差异的甲基化基因。为了获得与这些基因相关的调控网络图，研究者将它们与TRANSFAC以及TRED数据库进行比对，通过Cytoscape软件构建出了调控图谱(Figure2)。从A图可以看出，在该调控图中，显著性差异基因CEBPB通过调控一系列基因形成了一个局部的网络结构，这也暗示了该基因在PCOS-IR疾病的发生过程中起了重要的作用，此外CEBPB基因还通过调控正常基因CREB1间接调控了甲基化基因ODC1，同时在该网络中，甲基化基因GART直接调控了甲基化基因GOT1，间接调控了另一个甲基化基因PDE4DIP。相比之下，B图所呈现出的PCOS病人与正常人的调控网络图则非常简单，甲基化基因EPM2A调控了两个正常的基因MYC以及E2F2，甲基化基因ITGA4以及HMGA1分别调控了正常基因ETS1以及IGFBP1。