CN101353692B - Hla-b基因分型用微阵列芯片的制备及其用法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种临床检测用途的基因检测试剂盒，尤其是涉及HLA-B基因分型用微阵列芯片的制备及其用法。采用DNA微阵列芯片技术和双温度杂交方法，该试剂盒能够高通量、高效率、高特异性对HLA-B基因进行分型。

Description

HLA-B基因分型用微阵列芯片的制备及其用法 
所属技术领域 
本发明涉及一种临床检测用途的基因检测试剂盒，尤其是涉及采用DNA微阵列芯片技术和双温度杂交方法，该试剂盒能够高通量、高效率、高特异性对HLA-B基因进行分型。 
技术背景 
HLA(Human leukocyte antigen，人类白细胞抗原)是人类主要组织相容性系统。组织相容性是指不同个体间进行组织或器官移植时，供者和受者双方接受的程度。供受者组织不相容引起的反应，被证实是一种免疫反应，它是由细胞表面同种异型抗原诱导的，这个代表个体特异性的抗原称移植抗原或组织相容性抗原，其中起主要作用的抗原称主要组织相容性系统(MHS)，HLA(人类白细胞抗原)就是人类的主要组织相容性系统。HLA基因复合体位于人类第6号染色体6p21.3区域，具有高度单核苷酸多态性(SNPs)。HLA存在多个基因座位，其中HLA-B座位是影响移植排斥反应的主要座位之一。SNPs是决定组织相容性的本质因素，个体之间的SNPs差异程度决定着相容性程度。HLA-B基因座位的SNPs主要集中在第二外显子长度约300bp的片段上。根据SNPs的差异特点，可以进行基因分型，将HLA-B基因座位分成不同的型别和亚型，型别和亚型相同者，SNPs差异较小，相容性好，反之亦然。HLA基因分型技术广泛应用于造血干细胞移植、器官移植、疾病关联研究。 
HLA-B基因分型方法是从90年代开始发展起来的，目前主要包括PCR-SSP(PCR-序列特异性引物法)、PCR-SSOP(PCR-序列特异性寡核苷酸探针法)、SBT(测序法)、FCM(流式法)方法。这些方法目前被西方国家的少数企业垄断，我国处于空白状态，完全依赖进口。同时，这些方法也存在一些技术问题，比如引物过多造成检测错误、探针杂交单一温度造成特异性降低、检测通量过小等等。 
DNA微阵列法是近几年发展起来的新型基因分型法，相比其它分型方法，具有高通量、集约化、低成本、高准确性等特点，是融微电子学、生物学、物理学、化学、计算机科学为一体的高度交叉的新技术，具有重大的基础研究价值，又具有明显的产业化前景。由于用该技术可以将极其大量的探针同时固定于支持物上，所以一次可以对大量的生物分子进行检测分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足。而且，通过设计不同的探针阵列、使用特定的分析方法可使该技术具有多种不同的应用价值，如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序(Sequencing by hybridization，SBH)等，为“后基因组计划”时期基因功能研究及现代医学科 学、医学诊断学的发展提供了强有力的工具。 
发明内容
鉴于现有HLA-B基因分型方法的不足，本发明将DNA微阵列技术应用于HLA-B基因分型，开发了一种新型的基因分型试剂盒。 
本发明所采用的技术方案是：针对HLA-B基因座位的第二、三外显子，设计二套特异性寡核苷酸探针(附表1)，采用自动点样机器人，将二套探针印制在两张玻片的特定区域，每张玻片印制16个微阵列矩阵，这样就制成高密度DNA微阵列，二张芯片可以检测16个样本，再配以其它必要的组份，包括PCR引物(表2)组成完整的试剂盒。实际检测时，取16份人基因组DNA溶液，采用CY3标记引物和不对称PCR方法，扩增出人基因组HLA-B基因的第二、三外显子单链CY3标记片段。取DNA微阵列玻片一对，在第一张玻片的16个杂交区域，分别加入16种PCR产物2ul和杂交液8ul；在第二张玻片的对应区域，加入同样的成分。将一对玻片放在自动杂交洗涤仪的两个杂交槽内，分别将第一、二张玻片的杂交温度设定为52℃和45℃，杂交时间30分钟，自动洗涤吹干。取出玻片，放入GenePix4100A扫描仪进行扫描，使用分析软件对扫描图像信号进行图像数据转换处理，并分析产生样本基因型别结果。 
本试剂盒采用高密度DNA微阵列技术，可以大大提高检测通量，每二张玻片可以制备用于检测16个样本的DNA微阵列，一般是现有检测技术的10倍以上；同时，由于采用了双片双温度杂交的特殊方法，避免了现有产品因为杂交温度不适造成的探针杂交结果假阳性和假阴性问题，大大提高了产品的特异性。 
本发明针对HLA-B第2、3外显子基因序列的多态性，设计63种分型用寡核苷酸探针，探针分为两组，见表1，第一组45种探针，杂交温度为52℃；第二组18种探针，杂交温度45℃。 
表1HLA-B基因分型寡核苷酸探针 
Figure S07129304020070824D000021
Figure S07129304020070824D000031
表2引物序列 
Figure S07129304020070824D000042
Figure S07129304020070824D000051
本发明的试剂盒可用于临床移植配型和造血干细胞库建立HLA-B基因分型检测。 
本发明用下列实施例进行解释，目的只是为了解释而不是以任何方式限制本发明。 
以下结合附图说明本发明的具体实施。 
附图说明
图1为HLA-B基因分型DNA微阵列杂交区和探针微阵列示意图 
1、2芯片外观 
3杂交区及探针矩阵 
实施例一 
方法1：HLA-B基因分型DNA微阵列PCR引物和寡核苷酸探针的设计和合成 
为了采用特异性PCR扩增HLA-B基因座位的第2、3外显子，分别在第1内含子末端至第2外显子的始端位置，以及第2内含子末段至第3外显子始段设计特异性5’端引物Pb1、Pb2，以及在第2外显子末端和第3外显子末端位置设计3’端引物Pb3、Pb4。合成、CY3标记、纯化。引物序列见表2。 
针对HLA-B基因第2、3外显子基因序列的多态性，设计63种分型探针，序列见表1，合成、修饰、纯化。 
方法2：HLA-B基因分型DNA微阵列的制备 
采用基因芯片自动点样仪，将63种分型探针和两种对照探针点制到玻片的特定区域，制成DNA微阵列。 
(1)点样探针溶液：将探针稀释到5×SSC、0.05％SDS溶液中，终浓度为30uM； 
(2)点样矩阵：(如图1)将探针分成二组，第一组45种分型探针，2种对照探针。第一组探针点制在第一张玻片上，分成16个杂交区，杂交区按照2列8行排列。在每个杂交区内，探针的排列方式是：每种探针重复2点，每行5种探针，10点，共10行，第10行只有2种对照探针，4点。 
第二组18种分型探针，2种对照探针。排列方式同上，共4行。 
实施例二：采用HLA-B基因分型用DNA微阵列检测临床样本HLA-B基因型别 
取16份已知基因型别的DNA样本，采用CY3标记的PCR引物，上下游引物1∶30(分子数比)不对称PCR方法，PCR循环参数为：94℃5’；94℃30”，58℃30”，72℃ 30”，40循环；72℃5’。 
取一对微阵列玻片，分别取16种PCR产物各2ul加到第一片的16孔和第二片的16孔，再在各孔加入杂交液(5XSSC)8ul，玻片放到自动杂交洗涤仪的2个槽内，设定杂交温度：第一片的52℃，第二片45℃。杂交时间40分钟。杂交后自动洗涤和风干。 
采用GnenPix4100A扫描仪，扫描杂交信号，得到杂交结果扫描图，并将图像转换成数据。 
采用分析软件，将以上数据自动分析转换成为各个样本的基因型别，检测结果与样本原基因型别完全相符。见表3。 
实施例说明了本发明产品在检测通量方面的优势(一次检测16个样本)和检测准确性方面的可靠性(检测结果与原样本结果完全相符)。 
表3本次检测结果与样本原有基因型别的比较 
Figure S07129304020070824D000061
序列表 
<110>中山大学达安基因股份有限公司 
<120>HLA-B基因分型用微阵列芯片试剂盒 
<140> 
<141> 
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<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
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<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
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<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。
<400>45 
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<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>46 
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<210>47 
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<213>人工序列 
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<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>47 
Figure S07129304020070824D000153
<210>48 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>48 
Figure S07129304020070824D000154
<210>49 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>49 
Figure S07129304020070824D000155
<210>50 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>50 
Figure S07129304020070824D000156
<210>51 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>51 
Figure S07129304020070824D000161
<210>52 
<211>17 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>52 
Figure S07129304020070824D000162
<210>53 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>53 
<210>54 
<211>17 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>54 
Figure S07129304020070824D000164
<210>55 
<211>17 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>55 
Figure S07129304020070824D000165
<210>56 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>56 
Figure S07129304020070824D000166
<210>57 
<211>17
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>57 
Figure S07129304020070824D000171
<210>58 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>58 
Figure S07129304020070824D000172
<210>59 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>59 
Figure S07129304020070824D000173
<210>60 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>60 
Figure S07129304020070824D000174
<210>61 
<211>18 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>61 
Figure S07129304020070824D000175
<210>62 
<211>17 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>62 
<210>63 
<211>16 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作芯片杂交反应探针。 
<400>63 
Figure S07129304020070824D000181
<210>64 
<211>20 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作PCR引物。 
<400>64 
<210>65 
<211>20 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作PCR引物。 
<400>65 
Figure S07129304020070824D000183
<210>66 
<211>21 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作PCR引物。 
<400>66 
Figure S07129304020070824D000184
<210>67 
<211>20 
<212>DNA 
<213>人工序列 
<220> 
<223>根据特定核苷酸序列设计，以用作PCR引物。 
<400>67 

Claims (4)

1.一种基因分型检测试剂盒，采用DNA微阵列玻片以及双温度杂交，对HLA-B基因进行检测和分型，其特征在于该试剂盒由载有寡核苷酸探针的两张DNA微阵列玻片、4种引物以及其它组分组成，其中第一张玻片上有45种探针，其序列分别为：
B1-1  CCTTCATGTTCCGTGTC
B2-1  CTT GTA CTT CTG TGT CT
B3-1  CCGGGACATGGCGGTG
B4-1  GCGGCTCCTTCCTCGGA
B5-1  GCCCACGGTGATGAAG
B6-1  CGGGGCGCCATCCTCGGA
B7-1  CGCCCGGGGCTCCGTCCT
B8-1  TTCTCTATCCACGGCGCC
B9-1  GTG TCT CCC GGT CCC AA
B10-1 GTGCCTGGGCCTTGTAG
B11-1 GTGCCTTGGCCTTGCAG
B12-1 CGGGACACGGAGGTGT
B13-1 GGCGGTGTCGAAATAC
B14-1 CTC TCG GTC AGT CTG T
B15-1 ACGAACTGCGTGTCGT
B16-1 CTGGGTGCCGTCCAC
B17-1 TGGTCTTGAAGATCTGT
B18-1 CCC AAT ATT CCG GCC C
B19-1 CTGCTCCACCCACGGC
B20-1 CGGGACATAGCGGTGT
B21-1 TTGC GCT GGG AGA TCT G
B22-1 CAGCCATACATATTCTG
B23-1 GCC ATA CAT CAC CTG GA
B24-1 AGC CAT ACA TCG TCT G
B25-1 CGCCCGTCGGGCCCCAG
B26-1 TCCAGGTAGGCTCTGTC
B27-1 AACTGGTTATACCCGC
B28-1 CCACGCACGTGCCCTCC
B29-1 CACGCACAGGCCCTCCA
B30-1 CTCCAGGTGTCTGCGG
B31-1 CGCTCCAGCTTGTCCT
B32-1 CGCTCCAGCGTGTCCT
B33-1 ATGTAATCTTTGCCGT
B34-1 GCGTCCTGGTGGTACCC
B35-1 TCGTAGGCTAACTGGT
B36-1 GCGGAGCGCGGTGCGCA
B37-1 CATCCTCTGCCAAGTG
B38-1 TCCTCTGGATGGTGTG
B39-1 GTACATGCTCTGGAGG
B40-1 TTG GTC TTG GAG ATC TG
B41-1 CCCACTGCAATGAAGC
B42-1 TTGGTCTTGCAGATCTG
B43-1 GTC ATA CCC GCG GAG G
B44-1 GAAGCGCGATCCGCAGGT
B45-1 AGG CGT ACT GGT TAT GC，
第二张玻片上有18种探针，其序列分别为：
B1-2 GTAGGCGGACTGGTCA
B2-2 AGC CGT ACA TCC TCT G
B3-2 GTG TCC GCC GCG GTC C
B4-2 TGC GGA GCG ACT CCA CG
B5-2 TGA GCC GCG GTG TCC G
B6-2  TAG GCT CTCCAC TGC T
B7-2  GTT GGT CTT GTA GAT CT
B8-2  GCC CGT CCA CGC ACA G
B9-2  CGC AGG TTC CGC AGG CT
B10-2 CTG TGT GTT CCG GTC CC
B11-2 GCC CAC TGC GAT GAA G
B12-2 ACT CCA CGC ACT CGC CC
B13-2 CTG GAG GGT GTG AGAC
B14-2 TGC GCT GGG TGA TCT G
B15-2 CTCTCGGTAAGTCTGT
B16-2 GTAGTAGCGGAGCAGGGT
B17-2 GCTCCAGCGTCTCCTTC
B18-2 GAACTGGGTGTCGTCC，
4种引物的序列分别为：
Pb1 CGGAGGAGCGAGGGGACCGC
Pb2 CTCCTCGCTCTGGTTGTAGT
Pb3 ATGGCCGGGGCCAGGGTCTC
Pb4 TCGGCCATCCCCGGCGACCT。
2.根据权利要求1所述的DNA微阵列玻片，其特征还在于两张DNA微阵列玻片采用两种不同的杂交温度，其中第一张玻片的杂交温度为52℃，第二张玻片的杂交温度为45℃。
3.根据权利要求1所述的DNA微阵列玻片，其特征还在于DNA微阵列在每张玻片上的矩阵都为2列8行。
4.根据权利要求1所述的基因分型检测试剂盒，其特征还在于用于临床移植配型和造血干细胞库建立HLA-B基因分型检测。
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