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目的:探索外周血DNA整体甲基化和羟甲基化的改变作为冠心病(coronaryartery disease,CAD)风险因素的发生机制。方法:(1)在一项纳入了265名冠心病病例和270例对照的病例对照研究中,采用超高效液相色谱-串联高分辨质谱(ultra-high-performance liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry,UPLC-MS/MS)技术,检测外周血白细胞DNA中的5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine,5-m C)的含量;采用单变量回归和多元回归分析DNA甲基化与年龄、性别、高血压、2型糖尿病、高血脂、外周血细胞计数和分类之间的相关性;多元Logistic回归分析5-m C总含量与冠心病的关系;通过非条件Logistic回归分析5-m C含量与冠心病患病率的关系,并校正混杂因素;通过5-m C含量三分位数计算出的OR(odds ratio)值描述这种相互关系的趋势;(2)从535名受试者中随机挑选50名冠心病病例和50名对照,每人抽取12 m L外周血,采用密度梯度离心-磁珠包被抗体磁性分离的方法,将外周血白细胞(peripheral blood leukocyte,PBL)分为粒细胞、淋巴细胞和单核细胞三个亚群,分别提取基因组DNA,用UPLC-MS/MS检测5-m C和5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine,5-hm C)的含量,用逆转录荧光定量PCR检测白细胞DNMTs和TETs m RNA表达水平;比较病例对照之间各个细胞亚群之间DNA胞嘧啶修饰含量的差异,用Pearson相关系数来评估白细胞与各个细胞亚群之间DNA胞嘧啶修饰含量的关联性;(3)本研究纳入67名冠心病患者和71名健康对照,采用UPLC-MS/MS检测DNA胞嘧啶修饰核苷,其中一组(52 CAD vs 56 CON)用三色流式细胞术对外周血单核细胞亚群进行分析,另一组(15 CAD vs 15 CON)利用密度梯度离心-磁珠法分离外周血单核细胞,比较冠心病和对照之间单核细胞亚群的差异,及单核细胞亚群比例与DNA胞嘧啶修饰核苷之间的关系。结果:(1)经方法学验证,UPLC-MS/MS检测DNA修饰核苷准确度高,检测相对误差为4.7-11%,精密度好,批内检测精密度为2.3-3.5%,批间检测精密度为2.9-6.7%,结果准确可靠;在正常对照组中,年龄(β=-0.143,P=0.016)、总胆固醇(β=-0.158,P=0.010)和外周血白细胞分类(β=-0.137,P=0.023)是与5-m C含量相关的独立影响因素,且5-m C含量变异中有6.8%可由年龄、总胆固醇、和白细胞分类的变化来解释;与对照组相比,冠心病组的5-m C含量显著降低(3.90±0.63%vs 4.42±0.87%,P<0.001);逐步校正冠心病的各种风险因素之后,5-m C含量与冠心病的关系仍然具有显著性(OR=0.325,95%CI,0.237~0.045,P=2.62×10-12),5-m C低值组比高值组增加了5.7倍的冠心病风险;(2)在50 vs 50的病例对照研究中,与对照组相比,冠心病组的5-m C含量显著降低(3.75±0.76%vs 4.11±0.73%,P=0.017),5-hm C含量显著升高(0.0191±0.048%vs.0163±0.0052%,P=0.005),且冠心病组的DNMT1表达明显降低(0.0064±0.0029 vs 0.0084±0.0058,P=0.006),而DNMT3a,DNMT3b,TET1,TET2,TET3的m RNA表达未发现有显著差异;与对照组相比,冠心病患者的5-m C含量仅在单核细胞中显著降低(3.44±0.35 vs 3.17±0.44,P=0.001),5-hm C的含量在淋巴细胞(0.0164±0.0061 vs 0.0189±0.0057,P=0.038)和单核细胞(0.0146±0.0049 vs 0.0182±0.0048,P=0.0009)中都显著降低;冠心病患者PBL的5-m C含量与淋巴细胞(r=0.382,P=0.006)和单核细胞(r=0.439,P=0.001)的5-m C含量相关,5-hm C含量与单核细胞相关(r=0.454,P=0.001);(3)与对照组相比,冠心病组中间型单核细胞显著增加(5.38±2.41 vs 4.34±2.08,P=0.018),经典型和非经典型单核细胞无明显变化;在冠心病组中,随着基因组DNA 5-m C含量的降低,经典型单核细胞比例增加,中间型单核细胞比例减少,而非经典型无明显变化,5-hm C与单核细胞的变化趋势相反。结论:(1)年龄、总胆固醇、和外周血白细胞分类是5-m C的独立影响因素,基因组5-m C含量是冠心病的保护因素,校正冠心病的各种风险因素之后,5-m C含量与冠心病的关系仍然具有显著性;(2)冠心病患者外周血白细胞5-m C含量降低而5-hm C含量升高,且这种变化主要与单核细胞中5-m C和5-hm C含量改变有关;(3)冠心病患者外周血中间型单核细胞显著增加,且单核细胞5-m C和5-hm C的含量改变与经典型和中间型单核细胞亚群比例的变化有相关的趋势。