表观组研究 5hmC 羟甲基化

5hmC 羟甲基化检测

揭示DNA去甲基化动态与基因表达调控的关键表观标记,糖基化保护 + APOBEC脱氨酶法精准区分5mC与5hmC,芯片与测序双平台满足不同研究需求

双平台
芯片 / 测序
单碱基分辨率
精准定位5hmC
935K位点
EPIC芯片覆盖
联合分析
5mC / 5hmC
5hmC Detection Array / WGS
m m hm hm 5mC 5hmC (Protected) β-GT Glycosylation + APOBEC Deamination
糖基化保护 + 脱氨酶法
v2.0
表观组旗舰
产品概述

5hmC羟甲基化 · DNA去甲基化动态的关键表观标记

5mC通过TET酶家族氧化生成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC),进一步氧化产生5fC和5caC,参与DNA去甲基化过程。5hmC相对稳定,在肿瘤组织中含量较低,与肿瘤等疾病进展相关,具有作为生物标志物的潜力。中科普瑞提供基于糖基化保护+APOBEC脱氨酶法的5hmC检测服务,支持芯片与测序双平台,精准区分5mC与5hmC,为您的研究提供单碱基分辨率的羟甲基化图谱。

去甲基化中间产物

TET介导的5mC氧化产物,经5hmC→5fC→5caC途径参与主动去甲基化,调控基因表达。

稳定表观标记

5hmC含量虽远低于5mC,但相对稳定,在脑组织等组织中含量较高,具有独立表观调控功能。

疾病生物标志物

肿瘤组织中5hmC水平显著降低,与肿瘤发生发展密切相关,在肿瘤早筛与诊断中具有重要价值。

应用领域

肿瘤早筛与诊断
发育生物学
神经生物学
衰老与退行性疾病
心血管疾病
环境暴露响应
基因表达调控
技术原理

糖基化保护 + APOBEC脱氨酶法

通过β-GT糖基化转移酶保护5hmC,再经APOBEC3A脱氨酶选择性脱氨未修饰C和5mC,最终通过测序精准区分5mC与5hmC

步骤1: 糖基化保护 步骤2: APOBEC脱氨 原始DNA C mC hmC C hmC β-GT + Glc 脱氨后DNA U T gmC Glc U gmC Glc APOBEC3A 测序结果解读 读为C = 5hmC(糖基保护,未脱氨) 5gmC不被APOBEC识别,测序仍读为C 读为T = 5mC + 未修饰C(已脱氨) C和5mC均被脱氨为U,测序读为T

第一步:β-GT糖基化保护

β-葡萄糖基转移酶(β-GT)将葡萄糖基团特异性转移到5hmC的羟甲基上,形成糖基化的5gmC,从而保护5hmC不被后续脱氨酶作用。

第二步:APOBEC3A选择性脱氨

APOBEC3A(A3A)脱氨酶能够高效脱去未修饰胞嘧啶(C)和5-甲基胞嘧啶(5mC)的氨基,使其变为尿嘧啶(U)和胸腺嘧啶类似物。糖基化保护的5gmC不被A3A识别。

第三步:测序鉴定与定量

经PCR扩增后,U对应位置变为T。测序中读为C的位点即为5hmC位点。结合总甲基化样本(如WGBS或芯片)的对比分析,可精准计算5mC和5hmC的各自水平。

技术特点

单碱基分辨率、高特异性区分5mC/5hmC、无需重亚硫酸盐处理、DNA损伤小、兼容芯片与测序平台。

实验流程

1
样本接收
2
DNA提取质检
3
5hmC糖基化保护
4
APOBEC脱氨处理
5
文库构建
6
芯片/测序
7
生信分析
8
报告交付
双平台方案

芯片与测序双平台 · 满足不同研究需求

基于EPIC甲基化芯片平台的芯片法与基于高通量测序的测序法,两种技术路线各有优势,按需选择

芯片法 5hmC检测

高通量

基于EPIC 935K甲基化芯片平台,结合5hmC糖基化保护与APOBEC脱氨技术,一次性检测935,000个CpG位点的羟甲基化状态,适合大样本队列和EWAS研究。

935,000个CpG位点覆盖
适合大样本队列、EWAS研究
单碱基分辨率,数据稳定可靠
成本效益高,周期短

测序法 5hmC检测

全覆盖

基于DNA羟甲基化测序技术,分为全基因组5hmC测序和靶向捕获5hmC测序。全基因组模式可发现新型5hmC标记,靶向模式聚焦特定区域,深度更高,适合验证研究。

全基因组覆盖,发现新型标记
靶向捕获:高深度、低成本
单碱基分辨率,定量精准
支持5mC/5hmC联合分析
比较维度 芯片法(935K) 全基因组测序法 靶向捕获测序法
覆盖范围 935,000 CpG位点 全基因组 目标区域(可定制)
推荐数据量 标准芯片通量 ~15G / 样本 目标区域80-100×
分辨率 单碱基 单碱基 单碱基
适用场景 大样本队列、EWAS 发现新标记、机制研究 验证研究、临床转化
样本量适配 大样本(几十~上千) 中小样本(几~几十) 中大样本(几十~几百)
成本水平 ★★★(性价比高) ★(较高) ★★(中等)
技术优势

七大核心优势 · 品质保障

特异性高

糖基化保护 + 脱氨酶法双重保障,精准区分5mC与5hmC,特异性优于传统富集方法。

双平台选择

芯片 + 测序双平台,满足从大样本筛库到精细机制研究的不同通量需求。

单碱基分辨率

精确定位每个5hmC位点,实现基因组水平的羟甲基化图谱绘制。

低起始量

支持低输入样本,最低500ng基因组DNA即可完成检测,适合珍贵样本。

全面注释

功能区域深度注释,CpG岛、启动子、增强子、基因体等多维注释与富集分析。

项目经验丰富

大量5hmC研究项目经验,覆盖肿瘤、神经、发育等多领域,助力高水平论文发表。

专业联合分析

5mC/5hmC联合分析,动态修饰关联研究,揭示DNA甲基化调控的完整图景。

定制化分析

根据研究需求提供定制化生信分析方案,支持多组学联合分析与深入挖掘。

生信分析内容

专业分析流程 · 深度挖掘数据价值

标准分析 + 高级分析,从质控到功能注释再到联合分析,全面解析羟甲基组学数据

标准分析

数据质控
信号强度分布 / 碱基质量评估 / 样本相关性
5hmC位点鉴定与定量
羟甲基化位点鉴定、水平定量与分布特征分析
5mC与5hmC水平比较
整体水平对比、染色体分布、功能区域分布
差异羟甲基化位点分析
组间差异位点鉴定、火山图/热图可视化
差异羟甲基化区域分析
DMR鉴定、基因组分布特征、区域注释
功能注释
CpG岛 / 启动子 / 增强子 / 基因体 / UTR注释
可选高级分析

高级分析(可选)

5mC/5hmC联合分析
动态修饰关联、去甲基化活性分析
GO/KEGG功能富集分析
差异羟甲基化基因的功能富集与通路分析
羟甲基化与转录组关联分析
5hmC与基因表达的调控关系分析
肿瘤标志物筛选
诊断标志物筛选、ROC曲线、分类模型构建
通路调控网络分析
羟甲基化调控的信号通路网络可视化
生存分析与预后模型
Kaplan-Meier、Cox回归、预后风险评分
定制化分析
根据研究需求定制分析内容与可视化方案
样本要求

多种样本类型 · 灵活适配

支持多种样本类型,从基因组DNA到组织、细胞、血液、FFPE均有成熟方案

基因组DNA

推荐≥1µg,最低≥500ng

组织

推荐≥50mg

细胞

推荐≥1×10⁶个

全血

推荐≥2mL

FFPE

≥5张(10µm)

纯度要求

OD260/280 = 1.7~1.9

温馨提示: 样本采集与运输请遵循相应规范,如有特殊样本类型或保存条件疑问,欢迎咨询技术支持团队

服务方案

三档服务方案 · 按需选择

从基础分析到深度联合分析,提供多档方案满足不同研究层次需求

基础版

标准5hmC分析方案

芯片平台
  • 935K CpG位点羟甲基化检测
  • 数据质控与位点定量
  • 差异羟甲基化位点与区域分析
  • 功能区域注释
  • 标准分析报告
咨询详情
推荐方案

高级版

深度5hmC研究方案

测序平台
  • 全基因组5hmC测序,全基因组覆盖
  • 基础版全部分析内容
  • 5mC/5hmC联合分析
  • GO/KEGG功能富集分析
  • 深度分析报告与图表
  • 技术支持与答疑
获取方案

定制版

定制化研究方案

靶向+定制
  • 定制靶向Panel设计与捕获
  • 高深度测序,精准定量
  • 定制化生信分析内容
  • 多组学联合分析支持
  • 项目专属技术顾问
定制咨询
常见问题

关于5hmC检测的常见问题

1. 5hmC和5mC有什么区别?
5mC(5-甲基胞嘧啶)和5hmC(5-羟甲基胞嘧啶)都是DNA胞嘧啶的表观遗传修饰,但功能和特性有明显区别:
  • 含量差异:5mC在基因组中含量丰富(占总胞嘧啶的2-5%),5hmC含量低得多(通常仅为5mC的1-10%左右),在脑组织中含量相对较高。
  • 功能差异:5mC通常与基因沉默相关,是稳定的转录抑制标记;5hmC是DNA去甲基化的中间产物,也可能作为独立的表观标记参与基因激活和表达调控。
  • 生成途径:5mC由DNMT甲基转移酶催化生成;5hmC由TET酶家族氧化5mC生成,是主动去甲基化的第一步。
  • 疾病关联:两者在肿瘤中均发生显著变化,肿瘤中5mC整体低甲基化但局部高甲基化;5hmC在肿瘤中普遍显著降低,可作为肿瘤诊断标志物。
2. 5hmC检测用芯片还是测序好?
选择芯片还是测序取决于研究目的、样本量和预算:
  • 芯片法(推荐大样本):适合大样本队列(几十到上千例)、EWAS研究、临床验证阶段。覆盖935K CpG位点,数据稳定,性价比高,周期短。
  • 全基因组测序(推荐新发现):适合小样本探索性研究、新型5hmC标记发现、机制研究。全基因组无偏覆盖,可发现芯片未覆盖的新位点。
  • 靶向捕获测序(推荐验证/临床):聚焦特定区域(如启动子、候选基因),深度高(80-100×),定量精准,适合验证研究和临床转化应用,成本适中。

建议结合研究阶段和预算综合考量,我们的技术顾问可根据您的具体需求提供专业方案建议。
3. 可以同时检测5mC和5hmC吗?
可以,但需要通过两组实验联合分析来实现:

我们的技术方案是通过同一批次样本分别进行总甲基化检测(如WGBS或EPIC芯片)和5hmC特异性检测(糖基化保护+脱氨酶法),然后通过生物信息学联合分析来计算每个位点的5mC和5hmC各自水平:
  • 总甲基化(5mC + 5hmC)由WGBS/芯片获得
  • 5hmC水平由特异性检测获得
  • 5mC水平 = 总甲基化 - 5hmC

高级版方案即包含5mC/5hmC联合分析,能够全面揭示DNA甲基化的动态修饰图谱。
4. 5hmC在哪些组织中含量较高?
5hmC的组织分布具有明显的特异性,不同组织中差异很大:
  • 含量最高:中枢神经系统(脑、脊髓)。脑组织中5hmC水平可达到5mC的10%以上,与神经发育、学习记忆密切相关。
  • 中等含量:肾脏、肝脏、心脏等脏器组织,含量介于脑和其他组织之间。
  • 含量较低:血液、脾脏、肌肉等。血液中5hmC含量极低,因此血液5hmC检测需要更高的检测灵敏度。
  • 肿瘤组织:肿瘤组织中5hmC水平普遍显著降低,这也是5hmC可作为肿瘤标志物的基础。

我们的技术方案对低含量样本也有成熟的检测能力,欢迎咨询具体样本类型的适用性。
5. 5hmC检测需要多少样本量?
不同样本类型的推荐量如下:
  • 基因组DNA:推荐 ≥ 1 µg,最低 ≥ 500 ng
  • 组织样本:推荐 ≥ 50 mg
  • 细胞样本:推荐 ≥ 1×10⁶ 个
  • 全血:推荐 ≥ 2 mL
  • FFPE样本:≥ 5张(10 µm切片)

样本需满足纯度要求:OD260/280 = 1.7~1.9,无明显降解和污染。对于珍贵样本或低起始量样本,可咨询技术支持评估可行性。项目周期视项目而定。
6. 5hmC检测可以用于哪些疾病研究?
5hmC作为重要的表观遗传标记,在多种疾病研究中具有重要价值:
  • 肿瘤研究:5hmC在多种肿瘤中显著下调,是极具潜力的肿瘤早筛和诊断标志物,已在肺癌、肝癌、结直肠癌、胰腺癌等多种癌症中得到验证。
  • 神经系统疾病:5hmC在脑组织中含量最高,与神经发育、认知功能密切相关,在阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病研究中受到广泛关注。
  • 心血管疾病:5hmC与血管内皮功能、动脉粥样硬化、心肌肥厚等心血管疾病的发生发展相关。
  • 发育与衰老:5hmC参与胚胎发育、细胞分化和衰老过程,TET酶功能异常与发育缺陷和衰老相关疾病密切相关。
  • 代谢性疾病:5hmC在糖尿病、肥胖等代谢性疾病中也发挥调控作用。
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