基于三代ONT测序的DNA甲基化谱及血液多胺代谢物研究

结核病（Tuberculosis，TB）由结核分枝杆菌（Mtb）感染引起，是中国第二大传染病致死原因，耐药结核病患病率的日益上升导致治疗更复杂且增加相关成本。因此，对耐药结核病机制与特征的研究，有助于发现新药物靶点并开发新型抗结核药物。

2025年，广东医科大学曾今诚课题组在《Int J Med Sci》期刊发表题为“Assessing the Role of Polyamine Metabolites in Blood and the DNA Methylation of Mycobacterium Tuberculosis in Patients with Multidrug-Resistant Tuberculosis”的研究论文。研究基于三代ONT测序和HPLC等分析揭示了耐多药结核病（MDR-TB）患者外周血中亚精胺、精胺等多胺代谢物升高。耐多药Mtb中的差异高甲基化基因参与精氨酸生物合成过程，这些差异甲基化基因可能参与Mtb的耐多药性。

本研究首先利用高效液相色谱（HPLC）检测了多胺代谢物含量，同时使用western blot、qPCR和ELISA检测多胺代谢相关酶表达。在机制研究上，应用三代牛津纳米孔技术（Oxford Nanopore Technologies, ONT）测序对耐多药Mtb的DNA甲基化谱进行分析，对筛选出的差异高甲基化基因进行GO和KEGG通路富集分析，并构建蛋白-蛋白互作（PPI）网络以鉴定关键基因。

研究结果表明，结核病患者外周血中亚精胺（SPD）和多胺代谢相关酶升高，MDR-TB患者外周血中的多胺及多胺代谢相关酶产生也增加。GO和KEGG分析显示，差异高甲基化基因主要富集于精氨酸代谢。PPI网络分析鉴定出moaX、vapC49、vapB49、highA3和nuoC 5个关键基因。

结果图形

研究人员采集3例药物敏感结核（DS-TB）和3例耐多药结核（MDR-TB）患者的6份痰液样本，从中分离出结核分枝杆菌（Mtb）并提取DNA进行三代ONT全基因组甲基化测序分析。

随后对筛选出的差异高甲基化基因进行GO和KEGG通路功能富集分析。结果表明，耐多药Mtb中的差异高甲基化基因主要参与精氨酸生物合成过程。

图：耐多药结核分枝杆菌DNA甲基化测序分析。

（A）GO分析显示，高甲基化基因主要富集在精氨酸生物合成过程中。GO分为三个方面：生物过程（BP）、细胞组分（CC）和分子功能（MF）。

（B）KEGG通路功能富集分析表明，高甲基化基因与精氨酸代谢相关。

（C）差异甲基化基因的PPI网络显示，前五个关键基因分别为moaX、vapC49、vapB49、highA3和nuoC。

参考文献：

Yan L, Niu X, Liang K, Guan F, Yu X, Ye Z, Huang M, Liang H, Zhong X, Zeng J. Assessing the Role of Polyamine Metabolites in Blood and the DNA Methylation of Mycobacterium Tuberculosis in Patients with Multidrug-Resistant Tuberculosis. Int J Med Sci 2025; 22(8):1762-1772. doi:10.7150/ijms.102568.