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DNA甲基化（DNAm）在特定CpG位點上的5-甲基胞嘧啶（5mC）比例隨年齡而顯著變化，因此DNA甲基化是法醫(yī)學中估計個體年齡的關(guān)鍵分子標記，然而，基于年齡相關(guān)CpG位點（AR-CpG）DNA甲基化標記的年齡預(yù)測模型在不同細胞類型和組織中的表現(xiàn)不一致，尤其是精子發(fā)生過程中獨特的甲基化模式，導(dǎo)致體細胞模型在精液中的表現(xiàn)不佳。同時目前的研究受到甲基化芯片覆蓋范圍有限的限制，因此，迫切需要鑒定和驗證精液特異性的AR-CpG標記。

近日，華中科技大學同濟醫(yī)學院法醫(yī)學系黃代新教授團隊利用雙酶切簡化基因組亞硫酸鹽測序（dRRBS）鑒定出新的精液特異性年齡相關(guān)CpG（AR-CpG）位點，并通過亞硫酸鹽擴增測序（BSAS）驗證這些標記，再結(jié)合先前報道的位點和鄰近CpG位點，以開發(fā)穩(wěn)健的年齡估計模型。相關(guān)研究成果以“DNA methylation-based age estimation from semen: Genome-wide marker identification and model development“為題發(fā)表在《Forensic Science International: Genetics》期刊。深圳易基因科技為本研究提供DNA甲基化年齡預(yù)測的dRRBS技術(shù)服務(wù)。

本研究對21名健康中國男性（分為三個年齡組）的精液樣本進行了全甲基化組關(guān)聯(lián)研究，每個樣本生成了超4M CpG位點（深度≥5×）。對721840個共有CpG位點的分析顯示，超95%的位點未被傳統(tǒng)甲基化芯片覆蓋。差異甲基化和相關(guān)性分析鑒定出139個AR-CpG位點，并采用基于多重PCR的BSAS兩階段驗證過程。第一階段，對dRRBS鑒定的129個精液樣本（22-64歲）中前47個AR-CpG位點、26個文獻報道的位點和242個鄰近CpG位點進行預(yù)測，驗證了31個dRRBS、26個文獻報道的和152個鄰近CpG位點與年齡相關(guān)。第二階段，在247個樣本（22-67歲）中檢驗了154個CpG位點，確認了71個AR-CpG位點（|rho| > 0.50）。其中，chr2:129071885（cg19998819）作為最強年齡相關(guān)標記（rho = 0.81）脫穎而出。利用第二個BSAS數(shù)據(jù)集，研究在重復(fù)嵌套交叉驗證（CV）框架內(nèi)開發(fā)了基于多元線性回歸和隨機森林（RF）算法的年齡估計模型。RF模型在5-25個CpG特征子集上表現(xiàn)出更高的準確性。優(yōu)化的9-CpG RF模型平均均方根誤差為4.73年（4.62-4.96，SD=0.10），平均絕對誤差為3.30年（3.23-3.43，SD=0.06）。本研究表明dRRBS在大規(guī)模AR-CpG發(fā)現(xiàn)中的實用性，并為法醫(yī)學應(yīng)用提供了一個穩(wěn)健的年齡估計模型和一個全面的精液特異性AR-CpG位點參考數(shù)據(jù)庫。