CN105934666A - 用于确定精子表观基因组的年龄相关改变对后代表型的影响的系统和方法 - Google Patents

用于确定精子表观基因组的年龄相关改变对后代表型的影响的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开及描述了方法、系统以及诊断测试，包括测试试剂盒，用于评估发展疾病或者条件的后代的风险，该疾病或者条件公知或者被怀疑与父本精子线中年龄相关的表观遗传事件具有因果或者贡献关系。

Description

用于确定精子表观基因组的年龄相关改变对后代表型的影响的 系统和方法
优先权数据
本申请要求提交于2013年8月21日的美国临时专利申请序列61/868,540的利益，其通过参考并入此处。
技术领域
本发明涉及确定父亲的精子表观基因组的年龄相关改变对后代表型的影响。在一些方案中，这种表观遗传改变可能是年龄相关的甲基化变异。因此，本发明涉及生殖生物学、医学以及分子生物学领域。
附图说明
图1：示出了用于LINE-1全甲基化分析的焦磷酸测序结果。箱线图(A)图示出基于双尾t-检验，来自所有17个供体的成对样本中，平均全甲基化随着时间显著增加的(p＝0.028；A)。对于所有17个供体的每个样本，全甲基化还仅基于收集时的年龄分层(总共34个样本，每个供体代表两个样本)。线性回归图(B)示出了证实全精子基因组DNA甲基化随着年龄显著增加的分析(p＝0.0062；B)。
图2：示出了识别高甲基化事件和低甲基化事件(分别为A和B)两者的显著窗口的属性的图形表示。这些命名是基于在感兴趣的区域进行UCSC注释。平均β-值用于老年和青年两者(C)的所有显著窗口(低甲基化和高甲基化事件)。用于个体内低甲基化事件的β-值的平均减小为约3.9％，用于高甲基化事件的β-值的平均减小为3.2％。还示出了对感兴趣的窗口(D)的核小体测试(公知组蛋白保留的每个区域)以及组蛋白修饰(H3K4甲基化和H3K27甲基化)的共定位的结果。当相比于基于费歇尔精确检验的低甲基化事件时，高甲基化事件不经常相关于所有保留的组蛋白(核小体)和与H3K27甲基化基因座(p＝0.002；p＝0.0107)。具有H3K4甲基化的高甲基化或者低甲基化事件的共定位在统计上类似。
图3：示出了每个更改区域的染色体位点。感兴趣的基因座由指示标志描绘。右侧标志是低甲基化事件，而左侧标志低甲基化事件(A)。USeq平台上的相关设定表app是用来定位更改的甲基化窗口的任何特定染色体富集(即所选择的或者指定的染色体材料区域)。具体地，称为任何100kb区域的应用，在该区域至少发现了两个显著更改的甲基化标志。尽管在整个背景中没有发现显著富集的，但是所有称为染色体富集区域的显示为(B)。
图4：示出了分析的基因集内疾病相关的频率的图形表示，以及相比于用于公知为基于GAD注释相关于至少单个疾病的所有基因的疾病相关的频率。
选择精神分裂症、躁郁症、糖尿病以及高血压，因为在相关于这些疾病所鉴定出的小基因组中至少存在3个基因。正如示出的，躁郁症和精神分裂症比基于p-值分别为0.001和0.005的费歇尔精确检验的背景组基因更加频繁地相关于鉴定出的基因。两个组中的相关于高血压和糖尿病的基因的频率在统计上类似。
图5：示出了用于TNXB和DR4的描述性统计的图形表示；典型的甲基化变异的2区域。用于每个基因的对准轨道显示在集成基因组浏览器(IGB)中，相关的错误发现率(FDR)指示改变的重要性和绝对log2比，绝对log2比反映更改的量值(A，B)。用于所有17个供体中的每个样本的散布图(总共34个样本，每个供体代表两个样本)具有线性回归线并且产生相关的r2值(C、D)。回归分析显示在DRD4和TNXB(分别p＝0.0005以及p＝0.003)随着年龄甲基化显著减小。此外，绘制了每个窗口内(DRD4和TNXB)的平均甲基化用于每个成对样本组以及显示用于每个供体(E，F)。除了一个情形(供体#2在DRD4)之外，在其他所有情形下，在每个供体中在DRD4和TNXB平均甲基化随着年龄减小。
图6：示出了在21代表区域(A)下文提到的阵列结果与MiSeq结果的图形比较。因为以不同方式生成beta值以及部分甲基化(阵列vs.测序)，所以它们不是直接可比较的。如此，比较用于每个基因座和每个技术的部分差异。这是通过以下方程实现的：部分差异＝(年老值/年轻值)-1。(B)当通过17个供体样本以及独立队列的阵列测量时(从一般人群中采集的个体>＝45岁的19个样本和个体<25岁的47个样本)，在15个所选基因座年轻和年老样本之间的部分差异差。独立队列中鉴定出(通过测序测量)的平均部分差异的量值比17个供体中鉴定出的平均部分差异大了约2.2倍。
图7示出了单分子分析测试结果的图形表示。这些结果揭露了随着时间发生的3个明显不同的更改。(A)DRD4仅具有相关于年龄的稍微更改，因为年轻队列(<45)最初低甲基化强烈，而老年队列放大了该效果。RDMR_2代表在此分析中观察到的许多更改，从适度低甲基化至低甲基化具有强烈人口转变。TBKBP1代表这样的场合，年轻组中的双峰分布甲基化模式随着年龄变得稳定。(B)在每个情形下(DRD4、RDMR_2、TBKBPl)，尽管改变的量值变化，但是每个区域随着年龄具有显著去甲基化。
发明内容
本发明的方案涉及鉴定以及使用精子中承受DNA甲基化的年龄相关改变的多个基因组区域。许多这些区域对应于已经先前牵涉到发展包括精神分裂症、自闭症以及躁郁症在内的神经精神障碍的基因。已经示出的这些障碍更加频繁地发生在年老父本的后代中。此外，在父本年龄相关疾病(包括脊髓小脑萎缩症、强直性肌营养不良以及亨廷顿氏舞蹈症)的发展所涉及的额外区域中，还显示对精子DNA甲基化模式的年龄相关改变。在年老父本的后代中这些疾病的一个增加风险是精子甲基化的表观遗传变化。鉴定区域以及额外区域可以用作重要的生物标志用于具有这些障碍的5个父本后代的风险。由于精子甲基化中的自然个体内变异，因此这些生物标志对男性来说是重要的，而不管年龄如何。
精子DNA甲基化的分析作为预后工具具有显著优势。测试完全无创伤性，需要仅精液样本，评估雄配子的甲基化状态提供能够传递至后后代的甲基化模式的最直接预测。这种模式可以预测除了别的之外此处列举的条件或者疾病。
此处提出的数据可以用作用于精子诊断测试的基础以评估传递表观遗传更改通过雄性生殖细胞系的风险，雄性生殖细胞系会引起疾病或者增加疾病在后代中发展的风险。潜在的15个方法以筛查精子中重要的甲基化更改包括但不限于，区域具体亚硫酸氢焦磷酸测序、基于甲基化分析的阵列(例如Illumina公司人类甲基化450阵列，一种定制阵列，或者乙基DNA免疫沉淀反应[MeDIP]阵列分析)或者甲基测序(整个基因组，区域具体或者甲基捕获测序，或者MeDIP测序)。两个广泛应用包括分析对打算怀孕患者的风险，以及可能使用选择可以传递较低风险的精子使用精子选择程序。
在一个发明实施例中，提供了一种用于鉴定处于疾病风险的主体或者归因于主体父本中年龄相关的表观遗传事件的条件的方法。
这种方法可以包括获得父本精子的样本；以及鉴定链接于疾病或者条件的父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
在另一发明实施例中，提供了一种用于鉴定主体的疾病风险或者主体的父本中归因于年龄相关的表观遗传事件的条件的方法。在一些方案中，这种方法可以包括获得父本精子的样本；以及鉴定链接于疾病或者条件的父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
在又一发明实施例中，提供了一种方法评估男性主体的风险的方法，以贡献于将被所生产后代疾病或者条件。在一些方案中，这种方法可以包括获得主体精子的样本；以及鉴定公知的或者被怀疑以引起或者贡献于后代疾病或者条件的精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
在提供的额外发明实施例中，一种降低或者消除后代中疾病或者条件发展的风险的方法，该风险公知为涉及父本精子甲基化中的表观遗传事件。这种方法能够包括，例如，鉴定关心的疾病或者条件；获得父本精子的样本；分析精子以查明存在或者不存在公知为涉及鉴定的疾病或者条件的表观遗传事件；以及采用降低或者消除具有鉴定的表观遗传事件的精子的精子选择程序。
在另一发明实施例中，提供了一种用于确定发展疾病或者条件的后代的风险的系统，该疾病或者条件公知或者被怀疑与父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件具有因果或者贡献关系(即归因于或者归结于)的。在一个方案中，这种系统能够包括鉴定疾病或者条件的信息以及对照与具体父本精子甲基化中的表观遗传事件的疾病或者条件；构造为从潜在父本源接收精子样本的装备；构造为分析精子样本并且鉴定存在或者不存在表观遗传事件的装备；以及报告分析结果的输出。
另一发明实施例提供了一种精子诊断测试，用于评估通过雄性生殖细胞系传递年龄相关的表观遗传更改的风险，雄性生殖细胞系是公知的或者被怀疑后代中增加疾病或者条件发展的风险。在一个方案中，这种测试能够包括鉴定感兴趣的疾病的信息以及对照疾病与男性精子甲基化中具体表观遗传事件对照；能够从男性接收精子样本的装备；以及能够分析精子样本并且鉴定存在或者不存在表观遗传事件的装备。
额外发明实施例提供了一种诊断测试试剂盒，其用于利于评估通过雄性生殖细胞系传递年龄相关的表观遗传更改的风险，雄性生殖细胞系是公知的或者被怀疑增加后代中疾病发展的风险。在一个方案中，这种试剂盒能够包括鉴定感兴趣的疾病的信息以及对照疾病与男性精子甲基化中具体表观遗传事件；能够从男性接收精子样本的装备；以及一组指令，其用于使用能够分析精子样本并且鉴定存在或者不存在表观遗传事件的装备处理精子样本。在额外方案中，该组指令能够是用于使用多个不同技术以及能够处理精子样本并且鉴定存在或者不存在表观遗传事件的装备处理精子样本的信息。
因此，能够指示多种疾病或者条件或者风险，诸如通过此处列举的方法以及使用系统、测试或者试剂盒更高的风险能够被指示。但是，在一个方案中，疾病或者条件能够是精神疾病或者条件。在另一方案中，精神疾病或者条件是从由精神分裂症、自闭症以及躁郁症组成的组中所选择的元素。在另一方案中，疾病或者条件是躁郁症并且相关于障碍的基因是从由BCL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。在又一方案，疾病或者条件是精神分裂症并且gene相关于其的基因是从由CL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
因此，还能够指示其他疾病或者条件或者风险，诸如更高的风险或者更低的风险。在一个方案中，这种疾病或者条件能够包括但不限于糖尿病、高血压、脊髓小脑萎缩症、强直性肌营养不良或者亨廷顿氏舞蹈症以及其他疾病或者条件。几乎能够估计公知的任何疾病或者条件或者以其他方式对照精子甲基化中的具体表观遗传事件。
具体实施方式
在公开以及描述本发明之前，应该理解的是，本发明并不限于特定结构、处理步骤或者此处公开的材料，而是正如相关领域普通技术人员将认识到的，本发明延伸至其等同物。还应该理解的是，此处采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且不旨在为限制性的。
必须注意的是，当使用在该说明书和附随的权利要求中时，除非上下文以其他方式清楚地指示，否则单数形式“一个”、“一”以及“这个”包括多个指示物。因而，例如，参考“启动子”包括一个或多个这种启动子，参考“组蛋白”包括参考一个或多个这种组蛋白。
在描述以及宣称本发明时，根据下文陈述的定义下列技术将被使用。
正如此处使用的，“主体”指的是感兴趣的哺乳动物，其可以贡献于或者体验得自于精子中的表观遗传异常的基因异常。主体的例子包括人类，还可以包括其他动物，诸如马、猪、牛、狗、猫、兔子以及水生哺乳动物。
正如此处使用的，“包括”、“包括有”、“包含”以及“具有”等能够具有在美国专利法中归因于它们的意思，能够意味着“包括”、“包含”等，通常解释为开放性术语。术语“由…组成或者组成”为闭合性术语，仅包括具体列出的以及根据美国专利法的相关这种术语中的部件、结构、步骤等。按照美国专利法“基本由..组成”或者“基本组成”具有的意思是大致归因于它们。尤其，这种术语通常是闭合性术语，例外是允许包含额外项目、材料、部件、步骤或者元件，不在材料上影响基本的和新颖的特性或者与其连接使用的项目的功能。例如，虽然未专门列举在下列这种术语的列表中，但是如果存在“实质上由…组成”的语言，那么存在于成分中，但是不影响成分性质或者特性的微量元素将是允许的。当使用开放性术语时，比如"“包括”、“包含”，应当理解的是，如果明确陈述，那么直接支持应该给予“由…组成”语言或者“组成”语言，反之亦然。
如果有，在说明书以及在权利要求中术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用来区分类似元件之间，不是必须用于描述特定顺序或者时间顺序。应该理解的是，例如，这样使用的任何术语在适当的情形下是可互换的，使得此处描述的实施例，能够按照不同于图示的这些顺序，或者此处以其他方式描述的顺序操作。类似地，如果此处描述的方法包括一系列步骤，那么此处提出的这种步骤的顺序不是可以执行这种步骤必须按照的顺序，陈述的特定步骤可以省略，和/或可以添加此处未描述的特定其他步骤至该方法。
正如此处使用的，术语“大致”指的是行为、特性、性质、状态、结构、项目或者结果完全或者几乎完全的范围或者程度。例如，物体“大致”封闭意味着物体完全封闭或者集合完全封闭。与绝对完全性有偏差的精确允许程度在一些情况下可以取决于具体内容。但是，如果获得绝对以及总完成，那么一般来说接近完全将是为了具有相同的总结果。当使用贬义指示完成或者几乎完成缺乏的行为、特性、性质、状态、结构、项目或者结果时，使用“大致”是同样适用的。例如，如果其完全缺乏粒子，那么成分“大致不具有粒子将是完全缺乏粒子，或者因此几乎完全缺乏粒子，效果将相同。换句话说，只要不存在其可衡量的影响，成分“大致不具有配料或者元件可以仍实际上包含这种项目。
正如此处使用的，通过提供给定值可以“略高于”或者“略低于”端点，术语“大约”用来提供多个范围端点的灵活性。此外，应该理解的是，甚至当术语“大约”与其一起使用时，此处提供的表达支持是用于精确数值。
正如此处使用的，为了方便起见，多个项目、结构元件、组成元素和/或材料可以提出在共同列表中。但是，这些列表应当被理解为，尽管列表的每个元素各自被鉴定为单独的以及唯一的元素。因而，这种列表中没有单独元素应该被理解为实际上相同列表的任何其他构的等同物件，仅基于在共同组中它们的介绍而无相反迹象指示。
浓度、量以及其他数值数据可以表示或者此处提出为范围形式。应该理解的是，使用这种范围形式仅仅是为了方便以及简洁，因而如果明确地列举了每个数值以及子范围，那么应该灵活地解释为不仅包括范围的界限明确地列举的数值，而且包括包含在该范围内的单独数值或者子范围。作为例证，“大约1至大约5”的数值范围应该解释为不仅包括明确地列举的大约1至大约5的值，而且包括指示的范围内的单独值以及子范围。因而，单独值诸如2、3和4以及子范围诸如从1-3、从2-4以及从3-5等以及单独的1、2、3、4和5包括在该数值范围中。该相同原理适用于仅列举一个数值作为最小值或者最大值的范围。此外，这种解释应该适用而无关正在描述范围的或者特性的幅宽。
总的来说，进展期父本年龄的效果仅在近来变得感兴趣于科学界。该兴趣可能已经出现是进来研究的结果，近来研究表明，相关于年老父本的后代中疾病和异常的发生率增加。具体地，已经示出年老父本生产后代具有增加的神经精神障碍(自闭症、躁郁症、精神分裂症等)，三核苷酸重复相关的疾病(强直性肌营养不良、脊髓小脑性共济失调、亨廷顿氏舞蹈症等)以及一些形式的癌症的发生率。尽管这种报告是有趣的，但是非常少的人知道年老父本的后代中增加的疾病频率的病因学。最有可能贡献于这种现象的因子是能够传递至后代的男性(即父本)精子中的表观遗传更改。
这些研究与先前持有的成熟精子仅能够安全输送父本DNA以及稍多一点的教导形成鲜明对比。但是随着调查研究的增加，已经出现越来越多的证据表明，精子表观基因组不仅适合于促进成熟配子功能，而且能够贡献于胚胎发育中的事件。现已证明，甚至通过发生在精子发育中戏剧性的核蛋白质改造，涉及用鱼精蛋白替换组蛋白蛋白质，一些核小体被保留。该保留位于重要的基因组基因座处，用于开发证明，精子表观基因组很好的适合于平衡用于胚胎形成的父本DNA。类似精子中的DNA甲基化标志也已经被鉴定。这种数据支撑的立场是，精子表观基因组不仅很好的适合于促进成熟精子功能，而且其还贡献于超出受精的事件。
精子的贡献似乎也达到超出胚胎形成。一个涉及暴露于饥荒条件的父本的后代的研究支撑的观念为，不管基因突变，精子能够影响后代中的表型。近来，利用动物模型的研究已经发现与流行病学数据一致的类似模式。具体地，在喂养低蛋白质饮食的雄性动物中，后代在肝脏组织中具有更改的胆固醇代谢。可以驱动这些效果的一个候选原因是DNA甲基化。
甲基化标志是胞嘧啶残基，典型地发现在胞嘧啶鸟嘌呤(CpGS)，在能够调整控制整个基因活化或者沉默并且额外地认为能够有助于防止可替换转录起始位点的DNA中。相对于基因体系结构(启动子、外显子、内含子等)这些作用是独立的。因为这些标志能够驱动可以影响表型的改变并且是可遗传的，它们提供合乎逻辑的候选物，用于遗传增加的疾病易感性。在给定基因座中年龄相关的精子DNA甲基化更改可以在一些方案中贡献于能够发生在年老父本的后代中的各种疾病增加的发生率。
本发明的发明人已经发现，一般来说，尽管存在能够发生更改，但是随着年龄，精子DNA甲基化标志在个体内是强壮的。
基于焦磷酸测序分析，全精子DNA随着年龄显著高甲基化(图1)。除了该全改变，鉴定出年龄相关的甲基化更改的多个区域。还鉴定出始终发生在相同基因组窗口内在筛选的大多数或者所有供体中的成对样本(年轻和年老)之间的个体内区域化甲基化更改。这种更改发生不论收集在样本中的个体是在它们的20岁和30岁或者在它们的50岁和60岁。具体地，正如表格1所示的，本窗口分析，结合回归分析作为额外过滤器，显示了随着年龄显著低甲基化的总共139个区域(Log2比<-0.2)，以及随着年龄显著高甲基化的8个区域(Log2比>0.2)。平均称为窗口在长度上是约为887个基底对，在任何显著窗口中包含具有不少于3个的平均5个CpGs。139个低甲基化区域中，112个低甲基化区域相关于基因(在启动子或者基因体处)，并且8个高甲基化区域中的7个相关于基因。在一种情形中，鉴定出在单个基因(PTPRN2)内鉴定出3个显著低甲基化窗口。因而总共存在110个基因具有年龄相关的低甲基化。
表格1：显著更改窗口的基因组特征
在分析中鉴定出的显著基因座位于各种基因组特征中。如图2A-B所示，大多数低甲基化事件随着年龄发生在CpG海滩而不发生在它们自己的CpG岛上，而甲高基化事件更通常相关于CpG岛。在大多数情形下年龄相关的甲基化更改发生在可能会影响基因转录(基因体、启动子)的区域。但是，数据还指示出的是，这些更改对个体内β-值减小是较微弱的，平均约为0.039，用于甲基化事件的成对样本(年轻以及年老)之间范围为β-值从0.01减小至0.104。类似地，如图2C所示，在窗口内用于高甲基化更改随着年龄平均β-值增加约为0.032。这些更改都发生在窗口中，具有的平均初始β-值<首次收集时的0.6，大多数(68％的甲基化事件和50％的甲基化事件)还被认为具有基于常规标准的中间甲基化：β-值<0.2被认为低甲基化，0.2和0.8之间的值被认为是中间的，以及值>0.8被认为高甲基化。
额外分析是年龄相关的甲基化变异的窗口的共定位，具有在成熟精子中核小体保留的公知区域以及基于额外研究发现具体组蛋白修饰的区域。据发现，如图2D所示，随着年龄低甲基化的区域的约88％被发现在成熟精子中公知核小体保留区域部位的1kb内。随着年龄高甲基化的基因座过于频繁地发现在组蛋白保留的区域中，同时仅约37.5％相关于发现核小体的部位。基于费歇尔精确检验，该差别是显著的。类似地，具有年龄相关的低甲基化的一些基因座相关于H3K4甲基化或者H3K27甲基化(分别为基因座的23％和基因座的45.3％)。具有高甲基化事件的相同共定位非常稀有。额外地分析是这些显著标志的染色体富集以确定是否存在随着年龄更易受甲基化更改的具体染色体区域。据发现，如图3所示，显著年龄相关的甲基化更改的随机分布在整个基因组中不具有显著富集的一个染色体区域。
通过Pathway、GO以及疾病相关分析来分析被与年龄相关的甲基化更改(它们具有发生在它们的启动子或者基因体的更改)所影响的基因。结果表明，没有一个GO术语或者Pathway在基因组中显著更改。类似地，在DAVID中使用疾病相关的工具，没有显著疾病或者疾病类别相关于在该研究中鉴定出的基因。但是最显著的疾病打击(在多个比较校正之前显著的打击)已经被提议具有在年老父本的后代中增加的发生率，即强直性肌营养不良和精神分裂症。
使用美国国立卫生研究院(NIK)利用DAVID的疾病相关分析算法的基因相关数据库(GAD)，来检索鉴定出的基因中的疾病相关。调查了所有117个基因，并且确定出具有年龄相关的甲基化变异(110个低甲基化；7个高甲基化)用于它们的各种疾病相关。来自组中的总共46个基因被证实相关于表型改变或者基于GAD注释的疾病。4个疾病被鉴定为与基因(糖尿病、高血压、躁郁症以及精神分裂症)中的至少3个具有公知的相关。相关于来自基因组中的这4个疾病的基因的频率被分析并且相比于它们在公知为相关于表型更改或者疾病的所有11306个基因中的频率。该分析显示，如图4所示，躁郁症和精神分裂症比基于费歇尔精确检验分别具有0.001和0.005的p-值的背景组的基因更频繁地相关于鉴定组的基因。对于高血压和糖尿病来说，当前鉴定的基因集和背景基因集之间的遗传相关性的频率在统计上类似。
在一些方案中，本发明涉及鉴定随着年龄相关的精子DNA甲基化更改。报告的数据与体细胞中年龄相关的甲基化更改的先前报告对比。例如，一些报告表明，体细胞组织中年龄相关的全低甲基化具有区域性(基因相关的)高甲基化。相反，当前数据显示，年龄相关的全高甲基化具有区域地朝向低甲基化的强烈偏置。尽管此处公开的甲基化更改较微弱，它们突出地显著并且在各个年龄的个体中以及收集之间的间隔中是普遍的，这表明，这些区域随着时间以线性方式始终更改。重要地，许多显著更改区域在可能贡献于公知为在年老父本的后代中具有增加的发生率(即异常或者疾病)的各种疾病。将这些与当前数据联接，证明，作为衰老过程的结果，在精子中没有一个GO术语或者Pathway被上调或者下调，这允许本发明的发明人推断出，观察到的更改是区域性基因组对甲基化更改易感性的结果。这也与观察到的更改的线性性质一致。
通过估计具有成熟精子中公知的核小体保留区域的显著更改的基因座区域的共定位，来分析被确定为最易感于甲基化更改的区域的属性。据发现，甲基化事件最常见地相关于核小体保留区域的部位。在甲基化事件中看不见该相同的共定位。
在一些方案中，“自私的精原选择”可以应用在本发明中。该构思表明，一些引起后代中异常的基因突变有益于精子生成，因此，这些基因突变被选择用于精原干细胞中的整个衰老过程。因而，在具体基因座上用于这些突变的精子自私的选择损害后代。类似地，鉴定出的年龄相关的甲基化更改可以在对精子生成重要的区域，因而将被选择而用于精子生成。作为他们主动或者被动去甲基化的结果，将发生被选择用于低甲基化事件。具体地，对精子生成重要的基因座上区域性转录活动将可能伴随放松的染色质结构，放松的染色质结构将导致随着时间的过去DNA破坏的增加的频率。通过发展的精子中的修复机制，位于该区域内的建立的甲基化标志然后将被动地被移除。如果移除该标志是有益的或者对精子生成没有影响，那么该标志将保留，并且随着时间的过去，类似标志将积聚在CpGs附近，最终导致此处鉴定出的轮廓。与此相反，被动甲基化移除将是精子中甲基化标志的酶活性移除。在该情况中，鉴定出的窗口中的低甲基化始终有益于精子生成。在一些方案中，此处鉴定的效果可以包含两种机制的一些组合。
使用甲基转移酶，甲基化事件的技术随着年龄可以是主动目标过程。但是，能够从当前数据推断出用于这些事件的至少一部分的可能的机制。具有随着年龄基因相关的高甲基化的仅7个窗口中，4个相关于基因的FAM86族，基因族FAM86被分类不是通过蛋白质功能或者基因组定位而是通过序列相似性。在一些方案中，年龄相关的高甲基化事件在具体基因座上直接或者间接被DNA序列驱动。有趣的是，该具有未知功能的基因族(FAM86)近来利用更大的甲基转移酶基因族被分类。主动以及被动甲基化修改都能够贡献于此处列举的问题。
不管精子中这些甲基化标志随时间而更改的机制，令人吃惊的是，这些改变与种个体之间的一致性一起发生，并且与年龄紧密相关。但是这些发现的一个限制是发现的更改的量值。正如之前描述的，在任何给定窗口平均个体内更改约为β-值改变0.039(有效改变3.9％)。尽管这看起来这相对似乎较小，但是当膨胀以包括男性可能的生育期(约年龄20-60)时改变将为10-12％。重要的是理解这些β-值实际上在雄性配子的内容中意味着什么性质。由于精子群体的异种性质，整个包括多个CpGs的窗口中平均β-值该量值的改变能够以两种不同考虑。第一，在10-12％的精子群体中减小10-12％反映完整的甲基化消除(在所有CpGs中在给定窗口内从完全甲基化至完全去甲基化)。第二，观察到的β-值更改反映所有精子中易感性的窗口内的随机CpGs的改变，这将证明在个体精子中作为感兴趣的半甲基化区域。在每个个体精子内生成的甲基化的10-12％改变(每10个CpGs中有效的1个被去甲基化)表明每个精子携带类似的，但是更微弱，更改在这些窗口内平均。很有可能的是，在整个精子群体中这些更改的程度和分布取决于感兴趣的区域和去甲基化过程(主动或者被动)而极大地变化。生成的表观遗传景观更改在可以贡献于后代中疾病易感性的情形下，尽管较小程度的改变贯穿整个群体，但是对后代增加的风险可以较小。图5给出了在两个代表基因座DRD4和TNXB上看到的更改的故障。
在本发明的一些方案中，在成熟精子中鉴定的年龄相关的甲基化更改能够通过胚胎去甲基化波而被移除。应该注意的是，在公知对具有在年老男性的后代中增加的发生率的疾病是重要的区域观察到的年龄相关的改变是惊人的。这些更改的局部化表明，在成熟精子中甲基化轮廓，在具体基因座上，贡献于后代中相关异常增加的发生率或者它们反映实际上称为后代中相关异常的原因的改变(是其下游)。而且，表观遗传更改是传递这种隔代影响的最可能的候选物，并且甲基化更改已经鉴定出的是，外表能够贡献于相关于前进的父本年龄的各种病症。
总之，精子甲基化轮廓的这些微弱但仍非常显著的年龄相关的更改是重要的，由于它们的位置和一致性。在当前基因集组中，存在许多清楚的情况，如果被影响，可以导致后代中的病症。多巴胺受体D4(DRD4)是精神分裂症和躁郁症以及许多其他神经精神障碍的病症中影响最广的基因中的一个基因。如图5所示，整个DRD4基因本身随着年龄强烈低甲基化。TNXB还可以相关于精神分裂症。实质上TNXB的整个1st外显子也随着年龄低甲基化。额外地，DMPK相关于强直性肌营养不良，一种被认为具有父本年龄作为风险因子的疾病。实际上，DMPK被认为是1型强直性肌营养不良的原因。公知的是，该疾病相关于三核苷酸膨胀，其他数据表明，更改的甲基化标志相关于三核苷酸稳定性。DMPK公知为经由重复三核苷酸被更改。这些例子有助于建立年龄相关的DNA甲基化更改对相关于前进父本年龄的各种疾病的病因所起的作用。
重要的方案是双重的。第一，常见于这种变化的研究群体中存在任何年龄的相关更改是显著的。具体地，年龄相关的甲基化更改发生在精子中而不管是否收集之间的年龄为为约20至30岁或者年龄约为50至60岁。第二，当相比于所有相关于疾病的基因时，相关于躁郁症和精神分裂症的基因的增加的频率提供了一种机制，通过该机制年老父本可以传递这些具体障碍的增加的易感性，这些具体障碍公知为具有年老父本的后代中增加的发生率。尽管频繁假设，对于发明人精通的知识，该工作包括，首先直接证据表明，在年老父本的精子中表观遗传更改的似乎合理性影响或者甚至引起后代疾病。
例子
样本收集
使用在1990年代收集的来自17个精子供体的样本(具有已知生育能力)。这些样本与来自在2008年收集的每个供体的配对样本的第二组比较。这些样本称为年轻(1990年代的收集)和年老(2008年收集)样本。每个收集之间的年龄差在9年和19年之间变化，在首次收集(“年轻”样本)中的年龄为23岁和56岁之间。在每个收集供体中要求严格遵守收集指令，收集指令包括在采样之前禁欲时间为2天至5天之间。在每次访问中收集的整个射精(没有采用精子优先方法)被冻结在1：1比率的精子冷冻保存剂中(TYB；IrvineScientific,Irvine,CA)并且在DNA隔离之前存储在液氮中。解冻样本并且同时提取DNA以减小批次效应。在提取DNA样本之前经历了体细胞裂解，通过在冰上在体细胞裂解缓冲剂中孵化(0.1％SDS，0.5％Triton X-100inDEPCH20)20分钟以消除白细胞污染。随着裂解目视检查样本以确保在继续进行之前不存在所有潜在的污染细胞。随着体细胞裂解，使用精子特异性提取协议来提取精子DNA。
简单地说，精子DNA在利用RNase处理之后隔离于酶以及洗涤剂基裂解，并且使用异丙醇和盐最终DNA沉淀，随后使用酒精DNC被清理。
微阵列分析
使用Infinium公司的人类甲基化450珠芯片微阵列(Illumina，加州圣地亚哥)，用于17个供体的每个配对样本(总共34个样本)经历随着年龄甲基化更改的阵列分析。根据制造商的建议利用EZ-96DNA甲基化-金试剂盒(Zymo Research，欧文加州)提取的精子DNA被亚硫酸氢转换。然后转换的DNA与阵列杂交，并且根据Illumina协议在美国犹他大学基因组学核心设施中分析。一旦扫描并且分析甲基化或者缺少甲基化的数量，在每个CpG中通过施加平均甲基化和未甲基化强度在每个CpG中生成β-值，使用计算：β-值＝甲基化/(甲基化+未甲基化)。产生的β-值范围从0至1并且指示在每个CpG中的甲基化相对水平具有高度甲基化部位得分接近1和非甲基化部位得分接近0。
使用Partek(密苏里州圣路易斯)执行微阵列数据的基本描述性分析。使用USeq平台应用甲基化阵列扫描器执行更深入的分析，甲基化阵列扫描器利用滑动窗口分析鉴定出常见于个体之中的更改甲基化区域。简单来讲，来自每个供体(年轻和年老)的配对数据经历1000个碱基对滑动窗口分析，在1000个碱基对滑动窗口分析中常见于供体之中的随着年龄更改的甲基化区域被称为威氏符号秩次检验。为了防止数据集中异常值的影响，用于具体窗口的甲基化被报告为伪中值，并且年轻和年老样本之间的差被报告为log2比率。两个阈值被应用至具有显著区别甲基化的鉴定窗口。威氏符号秩次检验校正的Benjamini Hochberg的FDR>＝0.0004并且绝对log2比率>＝0.2。为了确定每个所谓的窗口的重要性，我们使用于每个供体(年轻和年老样本)的窗口内的平均β-值经历配对t-检验。在该初始筛选之后，每个显著窗口经历回归分析以确定每个窗口内年龄和平均平均甲基化之间的关系。使用STATA11软件包执行回归分析和配对t-检验。
测序分析
基于微阵列分析在确定为感兴趣的基因座上每个样本额外地经历靶向甲基化测序。该步骤被设计成确定阵列结果以及对感兴趣的窗口中的CpGs提供较深的覆盖。使用MethPrimer(Li Lab，UCSF)设计用于29个基因座的引物。随着精子DNA亚硫酸氢转换，利用EZ-96DNA甲基化-金试剂盒(Zymo Research，欧文加州)在样本上执行PCR。利用QIA quick PCR Purification Kit(Qiagen,Valencia CA)纯化PCR产品并且被合并用于每个样本。合并产品被输送至微阵列以及在美国犹他大学为图书馆准备的基因组分析核心设施中，包括利用Covaris超声波发生器修剪DNA以生成约300个碱基对的产品，准备用于150bp碱基对端部测序，条形码的附件于所有34个样本。然后在轨道上在MiSeq平台(Illumina，加州圣地亚哥)上执行多重测序。
焦磷酸测序分析
每个样本经历长散布元件(LINE)-l的一部分的焦磷酸测序分析，长散布元件(LINE)-l是可重复元件，为了确认先前确定的随着年龄的全部甲基化改变的目的。简单隔离的精子DNA样本被提交至EpigenDx(Hopkinton,MA)用于焦磷酸测序分析。利用该分析，使用Quiagen's PyroMark LINEl生物盒来确定每个CpG上的甲基化状态。基于制造商的建议执行此实验。
GO术语/Pathway/疾病相关分析
利用基因本体论富集分析和可视化工具(GOrilla；cbl-gorilla.cs.technion.ac.il)执行GO术语分析。在注释、可视化以及完整发现的数据库上(DAVID；david.abcc.nc如果crf.gov)v6.7执行Pathway以及疾病相关分析。直接在美国国立卫生研究院的遗传相关数据库(GAD；geneticassociationdb.nih.gov)上执行额外的疾病相关分析。
额外统计分析
费歇尔精确检验用于确定显著基因组和背景组之间相关于特定疾病的基因的频率的差。该分析还用于检测在低甲基化组和高甲基化组中组蛋白保留的区域中发现的窗口的频率的差。此外，利用回归分析确定在各种基因座上年龄和甲基化状态之间的关系。STATA软件包用于测试利用这些测试(p<0.05)的重要性。
独立队列确认
参考图6，图6示出了在21个代表区域(A)MiSeq结果与上述列举的阵列结果的比较。执行该独立队列测试是因为β-值以及部分甲基化以不同方式(即分别为阵列和测序)生成，这防止直接比较。因此比较用于每个基因座和每个技术的部分差异。
21个区域经历靶向亚硫酸氢测序(在MiSeq平台上)以确定平铺在阵列上的CpGs反映感兴趣的窗口内的整个CpG内容。具体地，从每个供体(年轻和年老收集)亚硫酸氢转换的DNA经由PCR被采样。PCR被设计成生产位于被阵列鉴定出显著甲基化更改的21个区域内的约300-500bp的扩增子。测序的深度相当强健，平均为每个样本中每个扩增子2,252(SE±371.6)个译出。对于任何一个扩增子平均译出的最小数量为313。在21个基因区域中分析20个，在方向以及相对量值(图6A)上阵列和MiSeq数据类似。在未示出类似趋势(随着年龄低甲基化通过阵列以及通过MiSeq未改变)的一个情形中扩增子在驱动窗口重要性的两个CpGs区域外侧。当仅在那个相同区域比较约300bp扩增子的甲基化与平铺在阵列上的CpG时，不在整个1000bp窗口的阵列CpGs中，数据一致。总之，测序运行确定，阵列数据在感兴趣的区域总在所有CpGs上甲基化状态的良好代表。
为了确定在阵列上鉴定出的部位，我们不仅调查样本中的更改，而且调查普通人群中未选择的个体的精子中也随着年龄更改的这些基因座，在来自两个年龄组：年轻，定义为<2 5岁(n＝47)以及年老，定义为>45岁(n＝19)的个体的独立队列中执行分析。年轻队列中平均年龄为20.46岁(SE±0.18)，年老队列中平均年龄为47.71岁(SE±0.77)。执行运行在来自这些个体的精子DNA上的多重测序，以探测15个利用阵列数据鉴定出的感兴趣的不同区域。简单来说，从每个个体(47个年轻，和19个年老)PCR扩增15个区域(使用亚硫酸氢转换DNA)。PCR被设计成生产位于通过阵列鉴定出的显著甲基化更改15个区域内的约300-500bp扩增子。测序的深度再次相当强健，在每个样本中每个扩增子约3,645(SE±853.4)个译出，同时对于263个中的任何一个扩增子来说最小平均数量的译出。从这些数据确认出，这些基因组区域清楚地承受年龄相关的甲基化更改(图6B)。有趣的是，在独立队列中更改的平均量值还大大高于初始配对供体样本研究(平均约大于2.2倍)。这是特别显著的，当考虑到独立队列研究中平均年龄差为27.2岁，有效的大于在配对的供体分析中看到的12.6岁的平均年龄差2.3倍。这进一步支撑我们在配对供体研究中的回归数据，该回归数据表明，随着年龄甲基化更改的线性关系位于大多数鉴定出的基因组基因座中。
靶向测序的单分子分析
为解决精子群体改变的动力学问题，相关于鉴定出的每年约0.281％改变，比较来自配对的供体样本的下一代测序数据经历新颖的分析，在新颖的分析中比较年轻和年老样本精子群体之间的群体切换。因为MiSeq平台生产用于每个单个核苷酸序列的数据(每个代表单个精子中的甲基化状态)，所以能够确定在用于分析的所有扩增子的每个区域中的平均甲基化。3个一般模式在甲基化轮廓群体中切换，这导致鉴定出年龄相关甲基化更改。第一，来自受试者的区域被鉴定，该区域的甲基化在年龄<45岁时强烈低甲基化，在年龄>45岁的个体中甲基化轮廓实质上相同，尽管其更强烈低甲基化。在这些情况中，改变仍然惊人的显著，但是片段DNA甲基化改变的量值最小。第二，能够看见，在收集的年龄<45岁的样本中的单个群体朝向收集的年龄>45岁的样本的更低甲基化切换。最后，鉴定出的是，在年龄<45岁的样本中，在年龄>45岁的样本中，收集的双峰分布向单个群体稳定。这可以表明，至少两个精子子群体(偏向于单个)随着年龄更低甲基化精子群体。这些结果将表明，利用阵列检测的所有更改是以类似微弱方式整个精子群体更改的结果，而不是精子群体的小部分中显著更改的结果。
当然，应该理解的是，以上描述的安排仅是本发明的原理的示意性应用。本领域技术人员可以设计许多修改和可替换布置，这并不超出本发明的精神和范围，附随的权利要求旨在覆盖这种修改以及安排。因而，尽管上文已经特别的以及详细的描述了本发明连同当前被视为本发明最实用的以及优选的实施例，但是，对本领域普通技术人员显而易见的是，许多修改，包括但不限于尺寸、材料、形状、形式、功能以及操作方式的变化，可以进行组和以及使用，这并不超出此处陈述的原理和构思。

Claims (26)

1.一种用于鉴定受试者处于归因于受试者的父本的年龄相关遗传事件的疾病或者条件的风险的方法，包括：
从所述父本的精子获得样本；以及
鉴定链接于疾病或者条件的父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
2.一种用于鉴定归因于受试者的父本的年龄相关遗传事件的疾病或者条件受试者的风险的方法，包括：
获得所述父本的精子的样本；以及
鉴定链接于疾病或者条件的父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
3.一种评估男性经历贡献于所生产后代的疾病或者条件的风险的方法，该方法包括：
获得受试者的精子的样本；以及
鉴定公知或者被怀疑引起或者贡献于后代疾病或者条件的精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件。
4.一种降低或者消除发展后代疾病或者条件的风险的方法，公知为涉及父本精子甲基化中的表观遗传事件，包括：
鉴定涉及的疾病或者条件；
获得所述父本精子的样本；
分析所述精子以查明存在或者不存在公知为涉及鉴定出的疾病或者条件的表观遗传事件；以及
采用精子选择程序，该程序降低或者消除具有鉴定出的表观遗传事件的精子。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述疾病或者条件是精神疾病或者条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述精神疾病或者条件是从由精神分裂症、自闭症以及躁郁症组成的组中所选择的元素。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述疾病或者条件是躁郁症，并且相关于障碍的基因是从由BCL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述疾病或者条件是精神分裂症，并且相关于此的基因是从由CL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述疾病或者条件是糖尿病、高血压、脊髓小脑萎缩症、强直性肌营养不良或者亨廷顿氏舞蹈症。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述表观遗传事件是在所选择的染色体窗口内低甲基化、高甲基化或者它们的组合。
11.一种用于确定发展疾病或者条件的后代的风险的系统，该疾病或者条件公知或者被怀疑为与父本精子甲基化中年龄相关的表观遗传事件具有因果或者贡献关系，包括：
信息鉴定疾病或者条件，以及将所述疾病或者条件与父本精子甲基化中的具体表观遗传事件相互联系；
构造为从潜在父本源接收精子样本的装备；
构造为分析所述精子样本并且鉴定存在或者不存在所述表观遗传事件的装备；以及
报告分析结果的输出。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述疾病或者条件是精神疾病或者条件。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述精神疾病或者条件是从由精神分裂症、自闭症以及躁郁症组成的组中所选择的元素。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述疾病或者条件是躁郁症，并且相关于所述障碍的基因是从由BCL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述疾病或者条件是精神分裂症，并且相关于此的基因是从由CL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
16.根据权利要求11所述的系统，其中，所述疾病或者条件是糖尿病、高血压、脊髓小脑萎缩症、强直性肌营养不良或者亨廷顿氏舞蹈症。
17.根据权利要求11所述的系统，其中，所述表观遗传事件是在所选择的染色体窗口内的低甲基化、高甲基化或者它们的组合。
18.一种精子诊断测试，其用于评估通过雄性生殖细胞系传递年龄相关的表观遗传更改的风险，年龄相关的表观遗传更改公知为增加后代中疾病或者条件发展的风险，包括：
信息鉴定感兴趣的疾病，以及将所述疾病与男性精子甲基化中的具体表观遗传事件相互联系；
能够从男性接收精子样本的装备；以及
能够分析所述精子样本并且鉴定存在或者不存在所述表观遗传事件的装备。
19.根据权利要求18所述的测试，其中，所述疾病或者条件是精神疾病或者条件。
20.根据权利要求19所述的测试，其中，所述精神疾病或者条件是从由精神分裂症、自闭症以及躁郁症组成的组中所选择的元素。
21.根据权利要求20所述的测试，其中，所述疾病或者条件是躁郁症，并且相关于所述障碍的基因是从由BCL11A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
22.根据权利要求20所述的测试，其中，所述疾病或者条件是精神分裂症，并且相关于此的基因是从由CLl1A、ATN1、DRD4、PTPRN2、SSTR5或者它们的组合组成的组中所选择的元素。
23.根据权利要求18所述的测试，其中，所述疾病或者条件是糖尿病、高血压、脊髓小脑萎缩症、强直性肌营养不良或者亨廷顿氏舞蹈症。
24.根据权利要求18所述的测试，其中，所述表观遗传事件是在所选择的染色体窗口内的低甲基化、高甲基化或者它们的组合。
25.一种诊断测试试剂盒，用于促进评估通过雄性生殖细胞系传递年龄相关的表观遗传更改的风险，年龄相关的表观遗传更改公知为增加后代中疾病发展的风险，包括：
鉴定信息感兴趣的疾病以及将所述疾病与男性精子甲基化中的具体表观遗传事件相互联系；
能够从男性接收精子样本的装备；以及
一组指令，用于使用能够分析所述精子样本并且鉴定存在或者不存在所述表观遗传事件的装备处理所述精子样本。
26.根据权利要求25所述的试剂盒，其中，该组指令包括使用多个不同技术以及能够处理所述精子样本并且鉴定存在或者不存所述表观遗传事件的装备来处理所述精子样本的信息。
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WO (1) WO2015027119A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106544317A (zh) * 2016-11-07 2017-03-29 四川农业大学 一种从猪精液中分离纯化精子细胞和外泌体的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180291450A1 (en) * 2015-03-27 2018-10-11 The Johns Hopkins University Method of identifying risk for autism
EP3859015A1 (en) 2015-08-06 2021-08-04 The University of Utah Research Foundation Methods of indentifying male fertility status and embryo quality
WO2022020824A2 (en) * 2020-07-22 2022-01-27 Washington State University Methods of identifying autism spectrum disorder

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090569A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 The Council Of The Queensland Institute Of Medical Research Cancer and testis vsm1 and vsm2 nucleic acids, proteins and uses thereof
CN101360835A (zh) * 2005-11-28 2009-02-04 剑桥企业有限公司 用于鉴定可用于情感障碍治疗的试剂的生物标记和方法
CN101449161A (zh) * 2006-05-03 2009-06-03 人口诊断公司 评估遗传病缺陷的方法
US20090299645A1 (en) * 2008-03-19 2009-12-03 Brandon Colby Genetic analysis
US20100234242A1 (en) * 2007-01-23 2010-09-16 Arturas Petronis DNA Methylation Changes Associated with Major Psychosis
CN102137938A (zh) * 2008-07-04 2011-07-27 解码遗传学私营有限责任公司 预测精神分裂症的风险的拷贝数变异
US20120232016A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Coleman Paul D Method and system to detect and diagnose alzheimer's disease
CN103103256A (zh) * 2012-12-20 2013-05-15 宁波大学 可用于检测与精神分裂症相关的drd4基因启动子区甲基化程度的试剂盒及其应用

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6998235B2 (en) * 2001-06-15 2006-02-14 Centre For Addiction And Mental Health Method of determining susceptibility to bipolar disorders
WO2012162139A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-29 The Regents Of The University Of California Method to estimate age of individual based on epigenetic markers in biological sample
WO2013056022A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Zymo Research Corporation Epigenetic markers for detection of autism spectrum disorders
US9034161B2 (en) * 2012-08-23 2015-05-19 Douglas T. Carrell Sperm separation devices and associated methods

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005090569A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-29 The Council Of The Queensland Institute Of Medical Research Cancer and testis vsm1 and vsm2 nucleic acids, proteins and uses thereof
CN101360835A (zh) * 2005-11-28 2009-02-04 剑桥企业有限公司 用于鉴定可用于情感障碍治疗的试剂的生物标记和方法
CN101449161A (zh) * 2006-05-03 2009-06-03 人口诊断公司 评估遗传病缺陷的方法
US20100234242A1 (en) * 2007-01-23 2010-09-16 Arturas Petronis DNA Methylation Changes Associated with Major Psychosis
US20120220475A1 (en) * 2007-01-23 2012-08-30 Centre For Addiction And Mental Health DNA Methylation Changes Associated with Major Psychosis
US20090299645A1 (en) * 2008-03-19 2009-12-03 Brandon Colby Genetic analysis
CN102137938A (zh) * 2008-07-04 2011-07-27 解码遗传学私营有限责任公司 预测精神分裂症的风险的拷贝数变异
US20120232016A1 (en) * 2011-03-08 2012-09-13 Coleman Paul D Method and system to detect and diagnose alzheimer's disease
CN103103256A (zh) * 2012-12-20 2013-05-15 宁波大学 可用于检测与精神分裂症相关的drd4基因启动子区甲基化程度的试剂盒及其应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIMOTHY G.JENKINS 等: "《Age-Associated Sperm DNA Methylation Alterations:Possible Implications in Offspring Disease Susceptibility》", 《PLOS GENETICS》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106544317A (zh) * 2016-11-07 2017-03-29 四川农业大学 一种从猪精液中分离纯化精子细胞和外泌体的方法
CN106544317B (zh) * 2016-11-07 2021-02-23 四川农业大学 一种从猪精液中分离纯化精子细胞和外泌体的方法

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