Institute of Medical Sciences, University of Toronto, Toronto, ON, Canada.
Epigenetics. 2011 Apr;6(4):440-9. doi: 10.4161/epi.6.4.14554. Epub 2011 Apr 1.
Neonates with birthweights below the tenth percentile for gestational age are considered small for gestational age (SGA). Such infants have an increased risk for perinatal mortality and morbidity as well as an increased lifetime risk for adult onset disorders. Low birth weight percentile is etiologically heterogeneous and may result from maternal, fetal, placental and environmental factors. However, the molecular determinants of human SGA are not well elucidated. We proposed that fetal growth potential could be negatively impacted by the epigenetic dysregulation of specific genes in the placenta. Using methyl DNA immunoprecipitation coupled with Agilent CpG island microarrays, we analyzed the differences in DNA methylation between placentas of eight SGA neonates and eight controls with birthweight percentiles above the tenth percentile. We identified several candidate genomic regions with differential DNA methylation between the two groups. The DNA methylation differences identified in the promoter of the WNT2 gene were prioritized for further study in an extended cohort of 170 samples given the important function of this gene in mouse placental development and its high expression in human placenta. High WNT2 promoter methylation (WNT2PrMe) was found only in placental tissue and not in the cord blood of the fetus. It was significantly associated with reduced WNT2 expression in placenta and with low birthweight percentile in the neonate. Our results show that WNT2 expression can be epigenetically downregulated in the placenta by DNA methylation of its promoter and that high WNT2PrMe is an epigenetic variant that is associated with reduced fetal growth potential. Note: All of the array data in the manuscript can be accessed from the Gene Expression Omnibus (GEO) NCBI database under GEO accession number GSE22326.
出生体重低于胎龄第十个百分位的新生儿被认为是小于胎龄儿(SGA)。这些婴儿围产期死亡率和发病率增加,成年后发病风险增加。低出生体重百分位数病因学上是异质的,可能是由母体、胎儿、胎盘和环境因素引起的。然而,人类 SGA 的分子决定因素尚未得到很好的阐明。我们假设,胎盘特定基因的表观遗传失调可能会对胎儿生长潜力产生负面影响。我们使用甲基化 DNA 免疫沉淀结合安捷伦 CpG 岛微阵列,分析了 8 名 SGA 新生儿和 8 名出生体重百分位高于第十个百分位的对照组胎盘之间 DNA 甲基化的差异。我们确定了两组之间存在差异甲基化的几个候选基因组区域。鉴于该基因在小鼠胎盘发育中的重要功能及其在人胎盘中的高表达,我们对 WNT2 基因启动子中的 DNA 甲基化差异进行了优先研究,该基因在 WNT2 基因启动子中发现的 DNA 甲基化差异被优先考虑用于进一步研究,在一个由 170 个样本组成的扩展队列中,该基因在该基因中发现了几个候选基因组区域。由于该基因在小鼠胎盘发育中的重要功能及其在人胎盘中的高表达,我们对 WNT2 基因启动子中的 DNA 甲基化差异进行了优先研究。在 WNT2 基因启动子中发现的 DNA 甲基化差异被优先考虑用于进一步研究,在一个由 170 个样本组成的扩展队列中,该基因在该基因中发现了几个候选基因组区域。由于该基因在小鼠胎盘发育中的重要功能及其在人胎盘中的高表达,我们对 WNT2 基因启动子中的 DNA 甲基化差异进行了优先研究。该基因在人胎盘中有很高的表达。在 WNT2 基因启动子中发现的 DNA 甲基化差异被优先考虑用于进一步研究,在一个由 170 个样本组成的扩展队列中,该基因在该基因中发现了几个候选基因组区域。由于该基因在小鼠胎盘发育中的重要功能及其在人胎盘中的高表达,我们对 WNT2 基因启动子中的 DNA 甲基化差异进行了优先研究。该基因在人胎盘中有很高的表达。在 WNT2 基因启动子中发现的 DNA 甲基化差异被优先考虑用于进一步研究,在一个由 170 个样本组成的扩展队列中,该基因在该基因中发现了几个候选基因组区域。由于该基因在小鼠胎盘发育中的重要功能及其在人胎盘中的高表达,我们对 WNT2 基因启动子中的 DNA 甲基化差异进行了优先研究。该基因在人胎盘中有很高的表达。
WNT2PrMe 仅存在于胎盘组织中,而不存在于胎儿脐带血中。它与胎盘 WNT2 表达减少和新生儿低出生体重百分位数显著相关。我们的研究结果表明,WNT2 基因的启动子 DNA 甲基化可以使胎盘内的 WNT2 表达发生表观遗传下调,而高 WNT2PrMe 是一种与降低胎儿生长潜力相关的表观遗传变异。
手稿中的所有阵列数据都可以从基因表达综合 (GEO) NCBI 数据库中访问,NCBI 数据库中的 GEO 注册号为 GSE22326。