DNA甲基化（DNA methylation）为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。所谓DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下，在基因组CpG二核苷酸的胞嘧啶5号碳位共价键结合一个甲基基团。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。

1）甲基化芯片（850K）

Illumina Infinium MethylationEPIC BeadChip芯片（850K芯片），为研究者提供了一个可靠且经济高效的甲基化分析平台。并为 FFPE 样本的检测改进了 protocol，以获得更可靠和稳定的结果。广泛应用于干细胞研究、肿瘤和其他复杂疾病研究，是目前适合表观基因组全关联分析研究的全基因组 DNA 甲基化芯片。

850K芯片可检测人全基因组约853,307个CpG 位点的甲基化状态，其中包含了原450K芯片91%的位点，并增加了413,745个位点。850K芯片不但保持了对CpG岛，基因启动子区的全面覆盖，还特别加强了增强子区（新增了333,265 个探针覆盖来自ENCODE及FANTOM5计划的增强子）以及基因编码区的探针覆盖。

2）MSP甲基化特异PCR

双链DNA变性解链后，在亚硫酸氢盐作用下发生C（胞嘧啶）转化为U（尿嘧啶）转化，C若已有甲基化则无此改变；甲基化修饰只发生于5’-3方向CG（鸟嘌呤）相联结构的C上，因此在亚硫酸氢盐作用后，DNA CpG岛若无甲基化，则序列中的改变为C转化为U，CG转化为UG，若有甲基化则为C转化为U，CG转化为CG，用不同的引物做PCR，即可检测出这种差异，从而确定基因有无CpG岛甲基化。从理论上说，DNA发生甲基化的MSP产物的序列与原序列比较，C转化为T（胸腺嘧啶），CG转化为CG，相应其互补链的改变G转化为A（腺嘌呤），CG转化为CG。然后根据目的基因修饰前后的改变，相应设计M和U引物，进行PCR检测。

3）亚硫酸氢盐测序法（Bisulfite sequencing PCR, BSP）

用亚硫酸氢盐处理基因组DNA，则未发生甲基化的胞嘧啶被转化为尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不变。随后设计BSP引物进行PCR，在扩增过程中尿嘧啶全部转化为胸腺嘧啶，最后对PCR产物进行测序就可以判断CpG位点是否发生甲基化称为BSP-直接测序方法。将PCR产物克隆至载体后进行测序，可以提高测序成功率，这种方法称为BSP-克隆测序法。

4）高分辨率熔解曲线法（High Resolution Melting, HRM）

在非CpG岛位置设计一对针对亚硫酸氢盐修饰后的DNA双链的引物，这对引物中间的片段包含感兴趣的CpG岛。若这些CpG岛发生了甲基化，用亚硫酸氢盐处理后，未甲基化的胞嘧啶经PCR扩增后转变成胸腺嘧啶，而甲基化的胞嘧啶不变，样品中的GC含量发生改变，从而导致熔解温度的变化。

5）焦磷酸测序（Pyrosequencing）

焦磷酸测序（Pyrosequencing）可在一次检测中快速定量一个或多个甲基化位点，是目前最理想的验证方法。因此该技术在表观遗传学研究中逐渐成为数据分析的金标准。

焦磷酸测序技术是由4种酶（DNA 聚合酶（DNA polymerase）、ATP硫酸化酶（ATP sulfurytase）、荧光素酶（Luciferase）和三磷酸腺苷双磷酸酶（Apyrase））催化的同一反应体系中的酶级联化学发光反应。每一轮测序反应体系中只加入一种脱氧核苷酸三磷酸（dNTP）。如果该dNTP与模板配对，则会在DNA 聚合酶的作用下，添加到测序引物的3’末端，同时释放出一个分子的焦磷酸（PPi）。掺入的dNTP和释放的PPi是等量的。ATP硫酸化酶催化PPi与5’-磷酰硫酸（APS）结合形成ATP，然后在荧光素酶的催化作用下，生成的ATP和荧光素结合形成氧化荧光素，同时产生可见光。CCD感应器检测到光信号后，Pyrogram转化为检测峰，每个峰的高度（光信号）与掺入的核苷酸数目呈正比。Apyrase不断降解未掺入的核苷酸和ATP，淬灭光信号，再生反应体系，以此得到整个结果。