基于全基因组甲基化策略对体液（斑）DMRs进行深度挖掘、验证和法医学应用的系统研究

The identification of body fluid stains found at crime scenes contributes to the analyses of the nature of cases and providing clues to the criminal detection. The previous studies based on spectroscopy and specific mRNA and miRNA were insufficient for the forensic caseworks. For this reason, the present study aimed to systemically screen differentially methylated DNA regions for different body fluids, based on genome wide methylation chip combined with DNA pooling strategy. Customized specific DNA methylation chip drilled down the screened methylated sites to eliminate individual differences and the sites affected greatly by age, race, disease and other factors. After the further verification of the chip detection results by pyrosequencing, the final panel of methylated sites is not only determined for the accurate estimation of the source of body fluids stains but suitable for the construction of multiplex amplification system. Based on the panel of methylated sites, a multi-detection technology platform is constructed utilizing methylation-sensitive single nucleotide primer extension. And the forensic efficiency and power for forensic casework of the methylated sites and multiplex amplification system are comprehensively and systemically evaluated. The present study provides reliable technical method and testing platform for the estimation of the source of body fluids in forensic casework, and strengthens the police by science and technology as a strong guarantee.

对犯罪现场遗留的体液（斑）检材来源类型的鉴识，有助于判断案件的性质，为案件的侦破提供线索。既往基于光谱、特异性的mRNA 和miRNA 等的鉴别方法尚不能完全满足法医实际检案工作的需求。为此，本研究拟通过全基因组甲基化芯片结合DNA 混合池策略系统筛选体液（斑）差异DNA 甲基化片段；针对初筛的甲基化位点，定制DNA 甲基化芯片进行深度挖掘，并排除个体间差异及受年龄、民族、疾病等因素影响较大的甲基化位点；采用焦磷酸测序进一步验证芯片检测结果的准确性；最终甄选出一组可准确推断体液（斑）检材来源类型、适宜于构建复合扩增检测的体液（斑）差异DNA 甲基化位点；建立基于甲基化敏感的单碱基延伸技术平台对这些甲基化位点同时进行检测；并对甲基化位点以及复合扩增体系法医学效能及检案应用能力进行全面系统评估。本研究为法医案件中体液组织来源的鉴识提供可靠的技术方法和检测平台，是科技强警的有力保障。

体液（斑）是案发现场最常见的生物检材之一，准确推测体液（斑）的类型，有助于判断案件的性质，为案件的侦破指明方向。机体内不同组织间存在许多的组织特异性表达差异甲基化区域，因此DNA甲基化是一种较理想的体液（斑）组织溯源生物学分子标记物。本研究基于甲基化芯片技术对五种法医常见体液（外周静脉血、唾液、月经血、阴道分泌液和精液）的DNA甲基化模式进行了全基因组范围内的探索，深入、系统地开展了体液特异性表达差异DNA甲基化位点的挖掘、甄选、验证和法医学应用研究；甄选出一组新的体液特异性表达差异DNA甲基化位点，基于焦磷酸测序平台构建了包含15个体液特异性表达差异DNA甲基化位点的检测体系；应用受试者工作特征曲线，评估了15个体液特异性表达差异DNA甲基化位点进行体液组织来源鉴定的准确性，并构建了一个用于推断五种常见体液来源类型的随机森林分类预测模型。同时，又甄选出一组可准确推断体液检材来源类型、适宜于构建复合扩增检测的体液表达差异DNA甲基化位点，基于甲基化敏感的单碱基延伸反应（SNaPshot）技术平台构建了一个包含8个体液特异性表达差异DNA甲基化位点的复合检测体系，能够准确推断体液检材的组织来源类型。本研究一方面为DNA甲基化在体液（斑）来源类型鉴定的应用提供了丰富的研究数据与新的研究技术路径，另一方面为法医案件中体液组织来源的鉴识建立了一种高效的可在法医实验室广泛推广和应用的分型体系和技术方法。本项目申请技术发明专利一项，已经发表文章4篇，在投文章1篇，共培养硕士研究生2人，博士研究生1人。