微小RNA分析技术研究进展

微小RNA（miRNA）是一类起重要调控作用的非编码小分子RNA。准确分析组织或细胞中miRNA的表达水平是研究其生物学功能的基础。近年,研究者开发出多种方法检测不同生理、病理过程中miRNA的差异表达,发现miRNA的异常表达与癌症等多种疾病密切相关。目前,miRNA已逐渐成为重要的疾病诊断生物标志物乃至治疗靶点。miRNA的分析技术贯穿miRNA的研究和药物研发过程,并起到关键作用。我们针对miRNA的不同研究阶段所采用的定性和定量分析方法,着重阐述了用于初始miRNA研究的克隆测序类技术、分析miRNA表达谱的高通量芯片技术、研究具体目标miRNA及其前体表达的qPCR和改良Northern印迹技术,以及将修饰后miRNA作为药物的药代动力学评价技术。     

基于PCR技术的miRNA定量检测方法

microRNA(miRNA)是一类广泛存在于真核生物中,不编码蛋白质的短序列RNA,它广泛参与真核生物的生长发育、新陈代谢和应激反应等生命活动。但绝大多数miRNA的生物学功能还不清楚,通过灵敏的定量检测方法,了解miRNA在不同组织部位的时空表达,是探究其功能的重要环节。现着重介绍了2类7种基于PCR技术的miRNA定量检测方法的基本原理和实验流程,并分析了这些定量检测技术间的异同和适用范围。     

应用qPCR方法快速定量检测阴道分泌物中乳杆菌的研究

目的建立快速、定量检测女性阴道分泌物中乳杆菌的方法。方法合成针对乳杆菌的特异性引物,建立乳杆菌qPCR标准曲线后,进一步对收集得到的健康女性及细菌性阴道病女性阴道分泌物样品中乳杆菌进行定量检测。结果引物仅扩增出乳杆菌特异性DNA条带,qPCR能够检测到各分泌物样本中乳杆菌的数量。结论建立了一种快速、定量女性阴道分泌物中乳杆菌检测方法。     

2种微小RNA实时定量PCR检测方法的比较

目的:对目前最常用的检测微小RNA(miRNA)的茎环实时定量PCR法和PAP实时定量PCR法进行比较。方法:分别用茎环实时定量PCR法和PAP实时定量PCR法检测人乳腺癌细胞MCF-7中U6和23种miRNA的表达,利用定量PCR分析软件和琼脂糖凝胶电泳方法,将2种方法在引物设计难度、特异性与灵敏度,以及检测通量方面进行比较。结果:茎环法的特异性和灵敏度比PAP法高,但引物设计难度大,检测通量低;PAP法引物设计难度较低,检测通量较高,但特异性和灵敏度较差。结论:茎环法实时定量PCR适于有针对性地检测小规模miRNA,而PAP法则适于大规模miRNA筛选实验。     

实时定量PCR芯片——功能基因组研究的有用工具

结合实时定量PCR（real-time quantitative polymerase chain reaction,qPCR）和基因芯片技术,实时定量PCR芯片（qPCR array）为功能基因组研究提供了一种高度灵敏、可靠的方法。在基因功能分类基础上,结合qPCR准确定量的特性,qPCR array可同时定量分析上百个基因的mRNA表达水平,是研究一组特定功能基因表达的理想方法。     

胆囊结石患者血清microRNA表达谱及其意义

目的:建立胆囊结石患者与健康人的血清microRNA(miRNA)表达谱,并分析其差异miRNA功能。方法:收集解放军总医院诊治的胆囊结石患者的血清(试验组)及健康人的血清(对照组),采用miRNA测序技术,建立胆囊结石患者的miRNA表达谱,并通过qPCR技术验证其差异miRNA,利用生物信息学技术预测其差异miRNA的生物功能。定量资料以x±s描述,两组数据间比较采用t检验。结果:试验组与对照组miRNA表达谱序列分别为14 899 245和11 783 121个,miRNA种类分别为686和633个,其差异表达miRNA为16个,均为下调。GO分析显示差异miRNA的靶基因在细胞过程上富集于细胞转化、生物调节和代谢过程等,在细胞组成上富集于细胞成分和细胞器成分等,在分子功能上富集于结合和活性催化等;KEGG功能分析显示差异miRNA的靶基因主要参与环腺苷酸、催产素、生物节律等代谢通路。利用qPCR方法验证miR-1228、miR-1249、miR-3614和miR-766在2组间差异趋势与测序结果基本一致,其中miR-1228、miR-3614和miR-766在2组间存在统计学差异,而miR-1249无统计学差异。结论:血清中的差异miRNA在胆囊结石的形成中可能发挥重要作用,其对胆囊结石疾病的防治具有重要意义。     

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA, miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19~24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame, ORF)和3′非翻译区(untranslated region, UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miRNA在细胞分化、增殖、凋亡等多种生物学过程中均起着重要作用。随着miRNA逐渐成为生命科学研究的热点,其在昆虫中的研究也不断深入并取得了较大进展,高通量测序技术以及生物信息学的发展加快了各个物种中miRNA的鉴定,为后续miRNA相关研究提供了理论基础。直接克隆、生物信息学预测以及高通量测序都可以对不同物种中的miRNA进行鉴定,并通过miRNA基因芯片分析、Northern blot及实时荧光定量PCR(RT qPCR)检测miRNA表达水平,对其进行抑制表达或过表达可以进一步揭示miRNA的生物功能。miRNA通过参与蜕皮激素通路及调节蜕皮激素受体、性别分化、翅发育、脂质代谢和卵巢发育等相关基因的表达对昆虫的生长发育和生殖过程产生重要影响。某些昆虫的昼夜节律、记忆形成、学习能力等行为过程也不乏miRNA参与。在病毒与昆虫互作过程中,一些病毒编码的miRNA通过调节宿主基因表达,干扰宿主昆虫对病毒的免疫反应,而昆虫编码的miRNA则可以影响病毒复制。昆虫miRNA也可以通过调节自身免疫相关基因的表达,影响其先天免疫功能,在昆虫对外源病原物的免疫反应中发挥重要作用。此外,昆虫miRNA通过负向调控解毒相关基因的表达而形成或增强杀虫剂抗性,改变对农药的敏感性,在昆虫抗药性中发挥作用。本综述为进一步了解昆虫miRNA提供了理论基础,也为其在害虫综合治理中的应用提供依据。     

miR-451a和miR-21-5p双重实时荧光定量PCR检测体系的建立及应用

目的 为了提高微量样本中miRNA的检测通量和检测效率,本文建立了一种能够同时准确定量两种miRNA的双重实时荧光定量PCR (real time fluorogenic quantitative PCR)检测体系,并通过实际样本检测验证其应用于体液鉴别的效果。方法 设计适用于miRNA双重检验的相关引物及探针并优化实验体系组分,建立基于TaqMan技术的miRNA双重实时荧光定量PCR检测体系并验证其特异性、灵敏度和可重复性;使用此检测体系对58份不同体液样本中的miR-451a与miR-21-5p进行检测,并借助miR-451a与miR-21-5p的比值鉴定法评估该体系的体液鉴别能力;使用该检测体系样本数据确定的最佳截断值对模拟案件样本进行鉴别。结果 优化的检测体系能够实现对血液与非血液、月经血与外周血的100%区分,同时可以实现对模拟案件样本的准确鉴别。结论 该双重实时荧光定量PCR检测体系将时间和材料成本均缩短至原来的一半,为后续建立更多重的实时荧光定量PCR检测体系并应用于体液鉴别打下了基础。     

非小细胞肺癌组织中mir-483-5p的差异表达

目的:寻找非小细胞肺癌组织中微小RNA(miRNA)表达谱的差异,并鉴定非小细胞肺癌组织与癌旁组织差异表达的miRNA。方法:应用miRNA芯片分别检测非小细胞肺癌组织与癌旁组织的miRNA表达丰度,并比较两者中差异表达的miRNA;挑选mir-483-5p通过荧光定量PCR进行验证。结果:非小细胞肺癌组织与癌旁组织检测的miRNA表达谱存在较大差异。其中,鳞癌组织中有16条miRNA上调,22条miRNA下调;腺癌组织中有40条miRNA上调,51条miRNA下调。对mir-483-5p进行了定量PCR验证,发现其在非小细胞肺癌组织中的表达丰度显著高于癌旁的正常组织。结论:mir-483-5p在非小细胞肺癌组织中高表达。     

实时荧光定量PCR相对定量法检测循环miRNA的内参选择

microRNA(miRNA)是一类内源性非编码微小RNA,在调控细胞增殖、分化、凋亡等方面发挥重要作用。研究发现,miRNA能够稳定存在于细胞外液,被称为循环miRNA。在多种疾病状态下循环miRNA表达谱改变,具有成为非创伤性新型生物标志物的潜能。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)是检测miRNA表达变化的确证实验,其中内参的选择关系到相对定量结果是否真实可靠。我们简要综述国内外实验室常用的RT-qPCR内参及其特点。     

大鼠疑似泰勒氏病毒荧光定量检测方法的建立

目的建立一种能在临床上快速、准确地检测大鼠疑似泰勒氏病毒(Theiler’s-like virus of rats,TLV)的方法,采用TaqMan探针荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)技术,特异性针对TLV病毒核酸进行检测。方法通过基因合成序列作为质粒标准品的模板,同时选择特异性的序列在3622~3729 nt处,设计一对引物和TaqMan性探针,优化反应体系及条件,进行qPCR扩增,从而建立TLV TaqMan探针qPCR方法,并对其灵敏度、稳定性和特异性进行评价。结果建立的TLV qPCR检测方法,标准曲线线性关系良好,R~2值可达到0.99,灵敏性最低能够检测到10个拷贝数/μL,对比普通PCR方法,高出其100倍;对其他常见大鼠病毒均无非特异反应;重复性良好,批内和批间变异系数均小于1%。结论利用TaqMan探针建立快速检测TLV的荧光定量PCR方法,该方法具有操作简便、灵敏度高、特异性好等特点。     

木糖葡萄球菌实时荧光定量PCR检测方法的建立及其应用

目的 本研究拟建立一种灵敏快速的实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR, qPCR)方法,用于检测大、小鼠木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus,S.xylosus)。方法 本研究选择特异性gehM基因片段作为靶标合成了一套引物,建立了木糖葡萄球菌检测的qPCR方法。对木糖葡萄球菌标准菌株和其他非目标菌进行特异性分析。将木糖葡萄球菌的DNA进行10倍稀释测定其灵敏度。用送检的样本进行了临床应用并测序验证,同时与培养法进行比较。结果 仅木糖葡萄球菌出现特异性扩增曲线,而其他非目标菌未出现,表明设计的引物对木糖葡萄球菌具有特异性,灵敏度为100 fg/μL,组内和组间重复性均小于3%。共检测60份临床样品,有5份样品扩增曲线为典型的S曲线,将该qPCR产物克隆测序并进行同源性比对,该序列与木糖葡萄球菌的同源性为99.63%,表明该样本木糖葡萄球菌核酸阳性,所检测样本阳性率为8.3%,而培养法的阳性率为6.7%,qPCR方法阳性检出率比培养法略高。结论 建立的木糖葡萄球菌qPCR方法,具有快速、灵敏度高、特异性强和重复性好的优点,可用于实...     

新型miRNA表达框架下调端粒酶活性并抑制视网膜母细胞瘤细胞生长

目的 本研究致力于设计一种新的miRNA表达框架（MEC）,其以hTERT和hTR的特异性序列为靶点。该框架能够有效改善传统RNAi方法中miRNA易降解和细胞毒性问题,为miRNA的合成提供一种简便的方法。方法 采用重叠PCR方法构建hTERT和hTR特异的miRNA表达框架。采用TRAP银染色和TRAP实时荧光定量PCR检测端粒酶活性。实时荧光定量PCR法测定端粒长度,MTT法测定细胞活力。annexin V/PI双染色法检测细胞凋亡,PI单染色法检测细胞周期,流式细胞仪检测细胞凋亡。结果 成功构建了靶向hTERT/ hTR特异性miRNA表达框架。不同MEC对端粒酶活性的抑制程度不同。端粒酶的沉默可引起视网膜母细胞瘤（RB）细胞G0/G1期生长阻滞,导致细胞凋亡。结论 miRNA介导的端粒酶沉默是一种有效抑制RB细胞生长的策略,开发一个强大的系统来充分探索miRNA的作用是必要的。本文构建的MEC显示了强大的RNAi效应,可成为筛选用于RB基因治疗的RNAi靶向序列的有效工具。     

黄颡鱼小RNA病毒qPCR检测方法的建立与应用

黄颡鱼小RNA病毒（Yellow catfish Picornavirus,YCPrV）是黄颡鱼重要的致死性病原，本研究旨在建立一种快速、精准的YCPrV检测方法。基于YCPrV 22426-8毒株RdRp基因编码区序列设计特异性引物和探针，通过质粒标准品和标准曲线的制作，反应体系和反应条件的优化，灵敏度和特异性的测试，建立一种检测YCPrV的TaqMan荧光定量PCR(qPCR)方法。结果显示，在绘制的qPCR标准曲线中，拷贝数与Ct值具有良好的线性关系，相关系数（R2）为0.9974，扩增效率为88.98%，最高检测灵敏度为5.09×100拷贝。该方法对来自黄颡鱼、鲫鱼、鲤鱼和虾的其它8种病毒无扩增信号，仅YCPrV具有扩增曲线，对临床样品阳性检出率比普通PCR高12.28%。自然感染黄颡鱼组织中YCPrV检测结果发现，病毒载量从高到低依次为肠、肾、心、肝、脾、鳃和脑。以上结果表明，本研究建立的TaqMan荧光定量PCR检测方法具有良好的特异性、灵敏度和可重复性，临床检测YCPrV时，建议优选肾和心作为检测靶标组织。YCPrV qPCR方法的建立，可为YCPrV的精准定量检测和疾病...     

实时荧光定量PCR方法检测小RNA

<正>Real-time QuantitativePCR Detecting System,即实时定量核酸扩增检测系统,也称为实时定量基因扩增检测系统,简称定量PCR(qPCR)。荧光定量PCR一般分为非特异性荧光定量PCR和特异性荧光定量PCR。本文主要介绍一种应用非特异性荧光定量PCR(以SYBR Green I为例)方法对小RNA进行定量分析。SYBRGreen I qPCR分析小RNA的优点为:实验设计简单,一般需要一条特异性反转录引物,一条特异性正向PCR引物,反向PCR引物可通用于所有小RNA分析,无需象TaqMan方法那样专门设计探针;实验成本相对较低;可通过溶解曲线分析来检测扩增反应的特异性。这些特点有利于初学者掌握该技术,而对于一般的分析也可以完全达到实验目的。操作方法如下:     

重组新型冠状病毒疫苗(腺病毒载体)腺相关病毒qPCR检测方法的验证

目的 对重组新型冠状病毒疫苗(腺病毒载体)腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)实时荧光定量PCR(quantitative Real-time PCR, qPCR)检测方法进行验证。方法 以基因组两末端的反向末端重复序列(inverted terminal repeat, ITR)为目的基因，对重组新型冠状病毒疫苗(腺病毒载体)的腺相关病毒进行qPCR检测。对该方法进行线性范围、重复性、准确度、中间精密度、定量限、耐用性和适用性验证。结果 AAV浓度在2×10²～2×10⁷ copies/μL范围内线性良好(R²>0.999);重复性验证CV<10%;准确度验证回收率在91%～114%;中间精密度验证CV<10%;定量限为100 copies/μL;耐用性验证CV<10%;并且3种不同重组新型冠状病毒疫苗(腺病毒载体)均未检出腺相关病毒。结论 重组新型冠状病毒疫苗(腺病毒载体)腺相关病毒qPCR检测方法的线性范围、重复性、准确度、中间精密度、定量限和耐用性均符合可接...     

不同离心力对小鼠囊胚胞外微囊泡miRNA组分的影响

胞外微囊泡(microvesicle,MV)通讯与微囊泡内容物组成相关。不同制备方法所获得的胞外囊泡具有差异性。该文分析了不同离心力对小鼠囊胚胞外微囊泡MV大小和miRNA组分的影响。分别以12 000×g、50 000×g、100 000×g超速离心的方法分离纯化小鼠d 3.5囊胚细胞胞外MV;粒度仪检测MV的粒径范围;荧光定量PCR进行MV的miRNA基因表达检测。结果显示,12 000×g离心力所制备的MV平均粒径是(444.5±258.7)nm,含有333个miRNA;50 000×g的MV平均粒径是(237.0±178.0)nm,含有339个miRNA;100 000×g MV平均粒径是(164.8±56.5)nm,含有335个miRNA。微囊泡的尺度和miRNA组分与离心力相关,不同离心力所获得的MV所含的miRNA种类及相同miRNA的丰度有差异。因此,不同离心力影响所制备小鼠囊胚MV大小和miRNA的组分。     

兰州熊蜂蜂王头部产卵相关microRNA生物信息学分析

【目的】头部是熊蜂感觉和取食中心,也是生理行为的指挥中心。microRNA（miRNA）参与重要生理行为的调控。本研究初步探索了产卵和未产卵兰州熊蜂Bombus lantschouensis蜂王头部差异表达miRNA及其靶基因,以期探明蜂王头部miRNA在产卵过程中作用。【方法】以本土优良蜂种兰州熊蜂 B. lantschouensis 为材料,利用Solexa高通量测序技术对产卵和未产卵蜂王头部miRNA进行测序,运用生物信息学软件对miRNA及其靶基因进行预测;并应用qPCR技术验证极显著差异表达的miRNA。【结果】共获得兰州熊蜂产卵和未产卵蜂王头部miRNA的clean data数,分别为14 228 864和21 431 031 条reads;长度分析表明,在19~24 nt序列中22 nt序列数量最多,分别占产卵和未产卵蜂王序列的45.8%和45.1%。miRNA预测结果显示,共获得297个miRNA,其中270个为已知miRNA,有92个存在于蜜蜂中,其余178个分别存在于蜜蜂以外的其他物种中;另外27个为新的miRNA。在蜜蜂92个已知的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有91个,特异表达的有2个;在未产卵蜂王头部中表达的共有90个,特异表达的有1个。27个新的miRNA中,在产卵蜂王头部中表达的共有22个,特异表达的有2个;未产卵蜂王头部中表达的共有25个,特异表达的有5个。miRNA差异表达分析表明,在产卵与未产卵蜂王头部,共有8个已知miRNA表达量达到差异极显著水平（P<0.01）。qPCR结果表明,这8个表达差异极显著的miRNA均存在于熊蜂体内。在8个差异极显著的miRNA中,3个miRNA进行靶基因预测,发现它们共同调控9个靶基因,这些基因主要参与GTP结合和转录调控。【结论】本研究首次利用高通量测序技术鉴定了熊蜂头部组织的miRNA,并发现蜂王产卵与否受到miRNA差异表达的调控。结果为今后深入开展熊蜂miRNA功能验证及产卵调控机制研究奠定了基础。     

3个植物保守miRNAs响应香蕉不同品种的抗枯萎病特性表达分析

选取3个对尖孢镰刀菌4号生理小种有不同抗性的香蕉品种:巴西蕉、大蕉、皇帝蕉,以其病叶、病根、正常叶、正常根为材料,利用qPCR技术对3个植物保守miRNA进行差异表达研究。研究表明3个miRNA表达特性各不相同,其中miRNA159a在抗病品种大蕉叶片中表达量显著高于其他品种和组织部位,同时在巴西蕉和皇帝蕉的病株及正常株中表达量较低,且无差异。miRNA165a和miRNA399a在大蕉叶片和根部均有表达,同时在皇帝蕉中相对于正常植株,病叶和病根中相对表达量较高。推测这些miRNA可能在香蕉植株中,响应FOC4侵染诱导表达,同时表现出明显的品种特异性和组织特异性。