摘要:
已開發出一種新型的microRNA(miRNA)的定量方法,即利用莖環反轉錄,Taqman PCR分析。莖環RT引物在RT 效率和特異性方面比傳統的更好。TaqMan miRNA的檢測是很具體的,可以檢測成熟miRNA和區分相關的甚至低至一個核苷酸的miRNAs。此外,他們不會受到基因組DNA污染的影響。精確量化可以從低至25皮克的總RNA中提取大多數miRNA。
事實上,這種方法靈敏度高,特異性強和精密度高,允許無需核酸純化,直接分析單個細胞。
如標準TaqMan基因表達分析,TaqMan
miRNA的檢測顯示出了7個數量級的動態范圍。七個小鼠組織中五個miRNA定量顯示,在每個細胞中,有低至10到超過30000個拷貝數。這種方法可以確保快速,準確,靈敏miRNA表達譜,并能識別和監控特定組織或疾病的潛在生物標志物。莖環RT-PCR可用于其他小RNA分子,如短干擾RNA(siRNAs)的量化。此外,為更好的特異性和效率,莖環RT引物設計的概念可以應用在小分子RNA克隆和多重檢測。
引言:
miRNA是自然發生的,高度保守的轉錄家庭,來源于較大的發夾前體。miRNA是在動物和植物的基因組上發現的。到目前為止,有1000個獨特的轉錄產物,其中,在桑格中心miRNA的注冊表中包括326人類miRNA。
miRNA是通過催化mRNA的分裂或抑制mRNA的翻譯來調節基因表達。他們被認為在細胞發育,分化和傳導中發揮著重要作用。具體職責包括調節細胞增殖和新陳代謝,發育時間,細胞死亡,造血,神經發育,人類腫瘤形成與DNA甲基化和染色質修飾。
雖然miRNA的相對豐富的轉錄產物類別,其表達水平在物種和組織之間相差很大。低豐度的miRNA經常逃避檢測技術,如克隆,Northern雜交和基因芯片分析。這里,我們提出一種新型實時定量方法,能夠準確靈敏地檢測miRNA與其他小分子RNA。這種方法擴展了實時PCR技術,從大分子的基因表達到微分子的變化檢測。
材料和方法
從桑格中心的miRNA注冊網站 http://www.sanger.ac.uk/Software/Rfam/mirna/index.shtml
中篩選目標,引物和探針。所有TaqMan miRNA檢測,可通過應用生物系統公司(P /
N4365409)得到。miRNA標準TaqMan分析,采用PrimerExpress軟件設計PRI-LET-7A-3和PRI-MIR-26B和miRNA前體miR-30A。所有序列在補充資料部分可用。合成miRNA的寡核苷酸從Integrated
DNA Technolo-gies (IDT, Coralville, IA)購買。
RNA樣本組織,細胞,細胞裂解物和總RNA制備
從Ambion公司(P /
N7810,7812,7814,7816,7818,7824,7826和7968)購買10-12天老鼠的腦,心,肝,肺,胸腺,卵巢和胚胎的總RNA樣品。
Ambion公司鼠的總RNA來自瑞士韋伯斯特小鼠。基于TaqMan基因表達分析人類或小鼠的3 - 磷酸甘油醛脫氫酶(GAPDH)內對照(P /
N4310884E4352339E,應用生物系統公司)所有的RNA樣品進行標準化。
兩個細胞株HepG2和OP9,培養,使用Gibco公司MEM(P / N 12492-021,Invitrogen,Carlsbad,
CA)補充10%胎牛血清(FBS)(P/N: SH30070.01, HyClone, Logan,
UT)培養。用血球計對胰酶消化細胞計數。約2.8×106個懸浮細胞通過離心沉淀,1500r.p.m.離心5分鐘,用1毫升不添加 MgCl2
and CaCl2的杜爾貝科的磷酸鹽緩沖液(PBS)洗滌。
細胞再懸浮于140毫升PBS,并用三種不同的樣品制備方法處理。第一種方法,一個50毫升的樣本(106個細胞)等量的核酸純化裂解液混合,用吸管反復吹打十次,然后旋轉。在添加到RT反應體系前,將裂解液用1 U / ml的RNase抑制劑溶液稀釋1/10。在第二種方法中,用mirVanamiRNA提取試劑盒提取50毫升的樣本(106個細胞)。純化的總RNA在100毫升洗脫緩沖液中洗脫。第三種方法用1×PBS稀釋1/2,95℃加熱5分鐘,在加入RT反應體系前立即在冰上保存。
用mirVana miRNA檢測試劑盒檢測miRNA
根據制造商的協議,使用mirVana-miRNA的檢測試劑盒對miRNA雜交分析。由IDT合成RNA探針。放射性同位素標記的RNA片段用氣旋存儲熒光粉系統進行檢測和定量。
反轉錄酶反應
逆轉錄反應中包含的RNA樣品,包括純化總RNA,細胞裂解物,和熱處理細胞,50納米的莖環RT引物,1×RT緩沖液,每dNTPs濃度0.25毫米,3.33
U / μL 的逆轉錄酶和0.25 U / μL的RNase抑制劑。7.5微升反應體系在9700溫度循環器96- 或
384-平板上16℃培養30分鐘,42℃30分鐘,85℃5分鐘,然后保持4℃。所有逆轉錄反應,包括無模板對照和RT負對照,都進行一次重復。
PCR
采用標準的TaqManPCR試劑盒進行實時PCR。 10μLPCR反應體系包括0.67μLRT產物,1×TaqMan Mix
,0.2μM的TaqMan探針,1.5m M正向引物和0.7μM反向引物。反應在
384-平臺上95℃培養10分鐘,95℃15秒60℃1分鐘40個循環。所有的反應一式三份。 C T為在熒光通過固定閾值的循環數。熒光定量CT值轉換成絕對數量的拷貝數,使用合成林-4 miRNA的標準曲線。
結果
我們提出了一個新的miRNA的定量的實時RT-PCR技術方案。它包括兩個步驟:RT和實時PCR。首先,莖環RT引物是與miRNA分子雜交,然后用Multi-Scribe反轉錄。接下來,用傳統的TaqMan PCR,對RT產品進行定量。