发明内容
本发明的目的之一是提供FSHR基因突变检测液相芯片,该液相芯片可用于检测FSHR基因外显子10上的点突变,分别是codon449、codon545、codon567三个密码子的突变,从而可用于排卵障碍治疗中选择有效的促排卵方案。
一种FSHR基因突变检测液相芯片,包括有:
(A).分别包被有特异的anti-tag标签序列的微球,anti-tag标签序列与微球连接中间还设有7-10个T的间隔臂序列;所述anti-tag标签序列选自SEQ ID NO.12~SEQ ID NO.21中的序列;
(B).针对每种点突变分别设计的野生型和突变型特异ASPE引物,每种ASPE引物由3’端的特异性引物序列和5’端的tag标签序列组成,所述tag标签序列能相应地与(A)中所选的微球上anti-tag标签序列互补配对,所述野生型和突变型特异性引物序列分别选自:SEQ ID NO.1及SEQ ID NO.2;和/或SEQ ID NO.3及SEQ ID NO.4;和/或SEQ ID NO.5及SEQID NO.6;和/或SEQ ID NO.7及SEQ ID NO.8;和/或SEQ ID NO.9及SEQ ID NO.10;
(C).用于扩增出需要检测的、具有FSHR基因外显子10上的突变位点的目标序列的引物。优选地,扩增出具有FSHR基因外显子10上突变位点的目标序列的引物为:
5’-AGTCCCCAGGTTCCTTATGTG-3’;和
5’-GGAGTTGATGGGGTGAAACAG-3’。
本发明的另一目的是提供使用上述液相芯片对FSHR基因突变检测的方法。
一种使用上述液相芯片对FSHR基因突变检测的方法,主要包括以下步骤:
(一)提取样本中的DNA;
(二)PCR扩增待测样品,得到需要检测的、具有FSHR基因外显子10上的突变位点的目标PCR反应产物;
(三)用虾碱性磷酸酶及内切酶I对步骤(二)得到的PCR反应产物进行酶切处理;
(四)用所述ASPE引物进行引物延伸反应,在反应过程中掺入生物素标记的dCTP,从而使反应后的产物带上多个的生物素标记;
(五)将对应ASPE引物的包被有特异的anti-tag标签序列的微球与上述延伸反应后的产物进行杂交反应;
(六)杂交反应后的产物与链霉亲和素-藻红蛋白进行反应;
(七)通过荧光检测仪检测。
本发明的主要优点在于:
1.本发明所提供的检测方法与测序法的吻合率高达100%。所制备的FSHR基因突变检测液相芯片具有非常好的信号-噪声比,并且所设计的探针以及anti-tag序列之间基本上不存在交叉反应。
2.本发明设计的ASPE型特异性引物具有非常好的特异性,能准确区分各种类型的突变位点。
3.本发明的检测方法步骤简单,5种突变检测集中于外显子10上,一步PCR即可完成,避免了多重PCR等复杂操作过程中存在的诸多不确定因素,因而可大大提高检测准确率,体现了精确的同时定性、定量分析特征。
4.本发明所提供的检测方法所需要的时间远远低于常用的测序技术,特别符合临床需要。
5.本发明不仅克服了传统固相芯片敏感性不高,检测结果的可重复性差的缺陷,同时对现有的液相芯片技术进行改进,使得所制备微球能适用于不同的检测项目,具有很强的拓展性。检测的荧光信号值大大提高,从而使得检测的灵敏度进一步得到提高,信噪比增强,检测结果更加准确可靠。
具体实施方式
实施例1
FSHR基因突变检测液相芯片试剂盒,主要包括有:
一、ASPE引物
针对FSHR外显子10上5种类型突变分别设计野生型和突变型的特异性引物序列。ASPE引物由Tag+特异性引物序列组成,特异性引物设计的原则是:特异性引物的3’末端为突变位点;用于检测一个基因突变位点野生型与突变型的特异性引物应当来自DNA的同一条链;特异性引物的退火温度应当在51℃-56℃之间;引物长度一般在18-22bp之间。ASPE序列如下表所示:
表1 ASPE引物序列
每条ASPE引物包括两个部分,5’端为针对相应微球上anti-tag序列的特异性tag序列(如表2所示),特异性tag序列与对应的anti-tag序列碱基互补配对,3’端为突变型或野生型特异的引物片段(如上述表1所示)。所有ASPE引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。合成后的每条引物分别用ddH2O配制成100pmol/mL的贮存液。
表2 ASPE引物的tag序列
二、anti-tag序列包被的微球
根据所设计的ASPE特异性引物片段,选择tag标签序列,最大限度地减少各微球的anti-tag序列之间以及tag与ASPE特异性引物片段可能形成的二级结构,选择的10种tag序列及其微球上相应的anti-tag序列如表3所示:
表3 ASPE特异性引物右端的Tag序列及微球上对应的anti-tag序列
类型 |
微球编号 |
SEQ NO. |
微球上对应的anti-tag序列 |
Thr449Ile-w |
LUA8 |
12 |
GTAAGTAATGAATGTAAAAGGATT |
Thr449Ile-m |
LUA7 |
13 |
ATTGGTAAATTGGTAAATGAATTG |
Thr449Ala-w |
LUA96 |
14 |
GTTTAAAGTTAGTTGAGTTAGTAT |
Thr449Ala-m |
LUA51 |
15 |
ATTGTTGATGATTGATTGAAATGA |
Ile545Thr-w |
LUA58 |
16 |
GTAGTAATGTTAATGAATTAGTAG |
Ile545Thr-m |
LUA59 |
17 |
AAAGTGAAAAAGATTGATTGATGA |
Asp567Asn-w |
LUA57 |
18 |
GTAATGATAAAGATGATGATATTG |
Asp567Asn-m |
LUA63 |
19 |
TGTAGTATAAAGTATATGAAGTAG |
Asp567Gly-w |
LUA85 |
20 |
TGATGTTTGATTATGATGTAGTAT |
Asp567Gly-m |
LUA65 |
21 |
AAAGGTAAGATTATTGATGAAAAG |
选择的10种微球(FlexMAP微球)购自美国Luminex公司,也可自己合成tag序列,购买Luminex公司的羧基化微球进行包被。包被的过程如下:
根据所选择的tag序列合成对应于每种微球的anti-tag序列,每个anti-tag序列前加上一段10个T的“TTTTTTTTTT”的间隔臂序列,anti-tag序列由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。将合成的anti-tag序列用ddH2O配成100nmol/ml的贮存液。微球包被的过程如下:
分别取5×106个上述编号的羧基化的微球(购自Luminex公司)悬浮于50ul 0.1mol/L的MES溶液中(pH4.5),加入10ul合成的anti-tag分子(100nmol/ml)。配制10ng/ml的EDC(N-(3-Dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide)(购自Pierce Chemical公司)工作液。往微球悬液中加入2.5ul的EDC工作液,孵育30分钟,再加入2.5ul的EDC工作液,再孵育30分钟。反应结束后,用0.02%的Tween-20洗涤一次,再用0.1%的SDS液洗涤一次。将洗涤后的包被有anti-tag序列的微球重悬于100ul的Tris-EDTA溶液[10mmol/L Tris(pH8.0),1mmol/LEDTA]中,2-8℃避光保存。
三、扩增出具有突变位点的目标序列的引物(SEQ NO.22-23):
5’-AGTCCCCAGGTTCCTTATGTG-3’
5’-GGAGTTGATGGGGTGAAACAG-3’
5种FSHR基因点突变集中在外显子10上,分别是codon449、codon545、codon567三个密码子的突变。三个密码子位于大约600bp区间的片段上,利用Primer5.0并参考文献设计一对引物,扩增出包含三个密码子的整段目标序列。
实施例2运用实施例1中的FSHR基因突变检测液相芯片对临床样本的检测
所述各种溶液的配方如下:
50mM的MES缓冲液(pH5.0)配方(250ml):
试剂 |
来源 |
终浓度 |
每250ml的用量 |
MES(2[N-Morpholino]ethanesulfonic acid) |
Sigma M-2933 |
0.05M |
2.44g |
5M NaOH |
Fisher SS256-500 |
--- |
5滴 |
2×Tm杂交缓冲液
试剂 |
来源 |
终浓度 |
每250ml的用量 |
1MTris-HCl,pH8.0 |
SigmaT3038 |
0.2M |
50ml |
5M NaCl |
Sigma S5150 |
0.4M |
20ml |
Triton X-100 |
Sigma T8787 |
0.16% |
0.4ml |
过滤后贮存于4℃。
生物素标记的dCTP购自上海生工生物工程技术服务有限公司。
一、样本的DNA提取:
参照AxyPrep全血基因组小量提取试剂盒说明,详细步骤如下:
1.取患者抗凝静脉血或胸腔积液约2.5ml,3000rpm离心15分钟,取300μl上清加到一个1.5ml干净无菌的离心管中;
2.向离心管中加入500μl APl缓冲液,涡旋振荡充分混匀;
3.加入100μl AP2缓冲液,涡旋振荡充分混匀;
4.室温下12,000rpm离心10分钟;
5.小心吸取上清加入放在2ml收集管上的吸附柱AxyPrep中,盖上盖子,以6,000rpm离心1分钟;
6.倒掉废液收集管中的废液,用800μl缓冲液W1洗涤1次,以6,000rpm离心1分钟;
7.倒掉废液收集管中的废液,加入800μl缓冲液W2,以12,000rpm离心1分钟;倒掉废液收集管中的废液,加入500μl缓冲液W2,以12,000rpm离心1分钟,弃掉废液;
8.将吸附柱AxyPrep放回空收集管中,12,000rpm离心1分钟;
9.将吸附柱AxyPrep置于一干净无菌的1.5ml离心管中,加入40μl TE缓冲液,室温下放置1分钟,12,000rpm离心1分钟洗脱DNA,电泳检测,-20℃保存。
二、待测样品的PCR扩增
利用Primer5.0设计一对引物,扩增出包含三个密码子的整段序列,产物大小为673bp。引物序列(SEQ NO.22-23)如下:
5’-AGTCCCCAGGTTCCTTATGTG-3’
5’-GGAGTTGATGGGGTGAAACAG-3’
反应体系如下:
10×缓冲液 2ul
MgCl2 3ul
dNTP 1.5ul
Taq酶 0.5ul
引物SEQ NO.22 0.5ul
引物SEQ NO.23 0.5ul
模板DNA 5ul
ddH2O 12ul
共 25ul
PCR扩增程序为:95℃ 5min;95℃ 30s,55℃ 45s,72℃ 60s,30个循环;72℃ 5min;4℃保存备用。
三、PCR产物的酶切处理
1.取25ul PCR反应后的产物,加入2ul虾碱性磷酸酶(2U)和5ul的内切酶I(5U)
2.37℃孵育30min。99℃孵育15min,使多余的酶灭活。酶切处理后的产物直接用于后续的ASPE引物延伸反应。
四、位点特异的引物延伸反应(ASPE)
利用上述设计的位点特异性引物进行引物延伸反应,在反应过程中掺入生物素标记的dCTP,从而使反应后的产物带上多个的生物素标记。
首先配制混合的ASPE引物工作液:分别各取野生型1、Thr449Ile、野生型2、Thr449Ala、野生型3、Ile545Thr、野生型4、Asp567Asn、野生型5、Asp567Gly相应的ASPE引物贮存液2ul于1.5ml微量离心管中,加入ddH2O补至200ul,混合均匀即为ASPE混合引物工作液。ASPE反应的体系如下:
10×缓冲液 2ul
MgCl2 3ul
Biotin-dCTP 5uM
dATP、dGTP、Dttp 各5uM
Tsp酶 0.5ul
混合的ASPE引物工作液 2ul
PCR扩增产物 5ul
ddH2O 4ul
共 20ul
六、杂交反应
1.根据设计的ASPE引物,选择相应的最优的10种FlexMAP微球(微球浓度均为2.5×105个/ml)。每种微球分别带有不同颜色编码,同时每种微球表面分别连接有一段24bp的特异性的寡核苷酸序列(anti-tag),这些anti-tag序列能分别与对应的ASPE引物3’端的tag序列特异结合;本实施例每组样品检测中都分别选择LUA18,LUA19,LUA28,LUA48,LUA98,LUA97,LUA05,LUA10,LUA63,LUA64共10种微球,参见实施例1;
2.分别取1ul每种编号的微球于1.5ml的微量离心管中;
3.微球于≥8000g离心1-2min;
4.弃去上清,微球重悬于100ul的2×Tm杂交缓冲液中,涡漩震荡约20s,超声处理约20s;
5.取25ul上述微球悬液于96孔滤板相应的孔中,对照孔加25ul的ddH2O;
6.取5-25ul的ASPE反应液于相应的孔中,用ddH2O补足至50ul;
7.用锡箔纸包住96孔板以避光,96℃ 90s,37℃ 30min孵育杂交;
8.杂交后的微球于≥2250g离心3min;
9.去上清,将微球重悬于75ul的1×Tm杂交缓冲液中;
10.微球于≥2250g离心3min;
11.重复步骤9-10一次;
12.将微球重悬于75ul的1×Tm杂交缓冲液中,加入15ul浓度为10ug/ml的链酶亲和素-藻红蛋白(SA-PE);
13.37℃孵育15min;
七、结果检测与数据分析
反应后产物通过Luminex系列分析仪器检测。以聚苯乙烯微球作为反应的载体,以荧光检测仪作为检测平台,对核酸分子进行高通量的多指标并行检测。在微球的制造过程中,掺入不同比例的红光及红外光染色剂,从而形成多至100种不同颜色编码的微球。不同的微球共价结合了针对不同待检测物的核酸分子作为探针分子,报告分子以生物素标记,并用高灵敏的荧光染料染色。这些微球与待测物、报告分子、荧光标记物就形成完整的微球检测体系用于Luminex系统的读取。Luminex阅读系统分别激发红色激光和绿色激光用于微球体系的检测,检测结果如表4和表5所示。
实验结果表明,阴性对照荧光值(MFI)都在15以下,检出基因突变的样本对应的突变型MFI比阴性对照MFI高出400倍以上。以阴性对照的MFI为标准,各种突变类型的MFI除以阴性对照MFI,得出一个比值即R=M/N作为阳性判定值(cut-off值)。高于cut-off值就视为该基因型的突变。以测序法检测与液相芯片结果作对照,计算本发明所提供的分型方法检测结果的吻合率(除去一个混合感染的样本,即样本号7,因为测序法分型技术本身存在缺陷,对于杂合子突变,在测序过程中将遇到杂峰图形,因此无法准确地进行基因杂合突变的判断)。以R≥400作为cut-off值,本方法检测10份样本的FSHR基因突变型检测结果与测序结果吻合率达到100%;以R≥200作为cut-off值,本方法检测10份样本的FSHR基因突变检测结果与测序结果的吻合率仍为100%,以R≥50作为cut-off值,检测结果的吻合率还是100%,可见本发明所提供的FSHR基因突变检测液相芯片能够准确地检测出FSHR基因突变类型,且结果稳定可靠。
表4样本检测结果(MFI)
序号NO. |
阴性对照 |
T449I-w |
T449I-m |
T449A-w |
T449A-m |
I545T-w |
I545T-m |
D567N-w |
D567N-m |
D567G-w |
D567G-m |
1 |
7 |
5665 |
18 |
5624 |
17 |
5512 |
125 |
6385 |
17 |
6246 |
23 |
2 |
12 |
6032 |
19 |
5862.5 |
15 |
7699 |
11 |
6279.5 |
8 |
6389 |
10 |
3 |
12 |
6168 |
25 |
5994 |
117 |
5716 |
24 |
5614 |
5937 |
6572 |
13 |
4 |
10 |
5937 |
9 |
5826 |
14 |
6533 |
15 |
5483 |
15 |
5643 |
11 |
5 |
4 |
5534.5 |
5869 |
5714 |
22 |
5328 |
30 |
7358 |
89 |
7352 |
15 |
6 |
9 |
5722 |
24 |
5791.5 |
16 |
5462 |
17 |
5617 |
16 |
6482.5 |
21 |
7 |
11 |
6007 |
105 |
6021 |
17 |
5804.5 |
12 |
6658 |
34 |
6336.5 |
6119.5 |
8 |
13 |
6485 |
13 |
6135.5 |
23 |
6297 |
45 |
6475 |
17 |
6143 |
96 |
9 |
9 |
5996 |
29 |
6186 |
21 |
6953.5 |
11 |
6826 |
25 |
5597 |
26 |
10 |
8 |
5851.5 |
33 |
5796 |
9 |
5846 |
8 |
6752 |
14 |
5679 |
8 |
11 |
15 |
6143 |
16 |
5892 |
29 |
6922 |
19 |
5992 |
38 |
6874 |
24 |
12 |
17 |
5934 |
17 |
6438 |
35 |
5973 |
13 |
6878 |
27 |
6255 |
18 |
13 |
11 |
7167 |
10 |
5167 |
16 |
6845 |
18 |
6231 |
24 |
6438 |
28 |
14 |
16 |
6892 |
19 |
5992 |
6845 |
6967 |
20 |
5493 |
37 |
5346 |
40 |
15 |
8 |
6584 |
8 |
7015 |
18 |
5741 |
15 |
6751 |
24 |
6947 |
20 |
16 |
6 |
5341.5 |
23 |
6713 |
8 |
7006 |
7 |
5859 |
10 |
6538 |
9 |
17 |
18 |
6017 |
24 |
5951 |
18 |
6839 |
14 |
6781 |
13 |
5933 |
35 |
18 |
9 |
5945 |
20 |
6349 |
11 |
6542 |
18 |
6346 |
15 |
7116 |
43 |
19 |
16 |
6663 |
18 |
6852 |
54 |
5763 |
7154 |
5978.5 |
27 |
6945 |
19 |
20 |
10 |
5138 |
19 |
5547.5 |
27 |
5491 |
10 |
6432 |
33 |
6742 |
20 |
表5样本FSHR突变类型分析结果
序列表
<110>广州益善生物技术有限公司
<120>FSHR基因突变检测液相芯片及其检测方法
<160>23
<170>PatentIn version 3.1
<210>1
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>1
gatgctgctg gctttttcac 20
<210>2
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>2
gatgctgctg gctttttcat 20
<210>3
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>3
tgatgctgct ggctttttca 20
<210>4
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>4
tgatgctgct ggctttttcg 20
<210>5
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>5
tcctggcctt tgtggtcat 19
<210>6
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>6
tcctggcctt tgtggtcac 19
<210>7
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>7
atcgtgtcct cctctagtg 19
<210>8
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>8
atcgtgtcct cctctagta 19
<210>9
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>9
tcgtgtcctc ctctagtga 19
<210>10
<211>19
<212>DNA
<213>人工序列
<400>10
tcgtgtcctc ctctagtgg 19
<210>11
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>11
cgttaggtcg gagcttgatc 20
<210>12
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>12
gtaagtaatg aatgtaaaag gatt 24
<210>13
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>13
attggtaaat tggtaaatga attg 24
<210>14
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>14
gtttaaagtt agttgagtta gtat 24
<210>15
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>15
attgttgatg attgattgaa atga 24
<210>16
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>16
gtagtaatgt taatgaatta gtag 24
<210>17
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>17
aaagtgaaaa agattgattg atga 24
<210>18
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>18
gtaatgataa agatgatgat attg 24
<210>19
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>19
tgtagtataa agtatatgaa gtag 24
<210>20
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>20
tgatgtttga ttatgatgta gtat 24
<210>21
<211>24
<212>DNA
<213>人工序列
<400>21
aaaggtaaga ttattgatga aaag 24
<210>22
<211>21
<212>DNA
<213>人工序列
<400>22
agtccccagg ttccttatgt g 21
<210>23
<211>21
<212>DNA
<213>人工序列
<400>23
ggagttgatg gggtgaaaca g 21