CN102876782A - 焦磷酸测序法检测aldh2基因多态性的试剂盒及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒及方法。所述试剂盒对ALDH2基因多态性进行检查，具体是指RS671单核苷酸多态性。试剂盒包含如SEQ ID NO.2—4所示的引物。本发明的试剂盒，可以实现准确、快捷、高通量对ALDH2基因多态性进行检测，从而达到对酒精耐受的有效预测、预防以及指导临床上硝酸甘油个体化用药。

Description

焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒及方法

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体的是涉及焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒及方法。

背景技术

酒精耐受(Alcohol Tolerance)主要指身体对酒精性饮料或食物中乙醇的敏感性下降，包括直接耐受性和诱导耐受性。直接酒精耐受性与个人体型大小有关，诱导耐受指长期饮酒导致的酒精耐受性增高。研究表明环境因素和遗传因素共同影响酒量的个体差异，酒精依赖和酒精过敏很大程度由传因素决定，如乙醛脱氢酶2(ALDH2)是乙醇氧化代谢的主要代谢酶，酒精耐受性与ALDH2的酶活性有关，其多态性也是引起酒精耐受个体差异的主要原因(Circ J.2011.75(4):911-8)。

ALDH2基因在rs671位点突变后，使504位谷氨酸被赖氨酸替换，突变杂合子(AG)使该酶活性降低，纯合突变(AA)该酶活性消失。该突变使酒精耐受性平均降低84%。

ALDH2基因rs671位点突变与酒精耐受性风险关系(Hypertens Res.2009.32(3):207-13)

饮酒是全球普遍流行的的生活方式，但研究表明长期过度饮酒是动脉粥样硬化发病的一个危险因素，如高血压，肥胖，血脂异常以及糖尿病等都与饮酒有关。同时，流行病学研究显示适度的喝酒可通过各种机制降低心血管疾病，如适度饮用温和的酒有利于糖代谢及影响高密度脂蛋白的水平，则会导致高血压及高血脂症，因此通过对ALDH2基因的突变检测，让你了解自己是否能喝酒，酒量如何，耐受程度怎样，帮助你子啊生活中正确控制饮酒量，减少过度饮酒带来身体上的伤害。

同时研究也发现，ALDH2基因多态性与硝酸甘油的用药有关。ALDH2酶是硝酸甘油有效代谢物NO形成的关键。当ALDH2基因在rs671位点突变后，酶活性降低，硝酸甘油在体内生物转化过程受阻，有效活性产物NO生成减少，进而导致硝酸甘油治疗心绞痛效果降低。值得注意的是，在亚洲人群中，30%-50%的人都携有rs671位点突变，远远高于欧美人群。国内研究还发现，中国汉族人群中，含服硝酸甘油无效的比例高达25%以上，基因多态性起到了非常重要的作用。因此，对ALDH2基因多态性检测，有助于临床上对硝酸甘油的合理使用。

综上，开发快速、高效、准确、便捷、经济的检测ALDH2基因多态性检测试剂盒对酒精耐受评估及硝酸甘油的合理使用，具有重要的临床意义。

焦磷酸测序(Pyro sequencing)技术是新一代DNA序列分析技术，该技术无须进行电泳，DNA片段也无须荧光标记，是一种通用型技术平台。该技术具有操作简便、检测成本低、所需样品量小、快捷、准确、高通量等特点，符合临床大样本检测要求。

发明内容

本发明旨在提供一种焦磷酸测序法检测ALDH2基因（SEQ ID NO.1）多态性的试剂盒及方法，以实现快速、简便、准确、高效、实用、经济的检测ALDH2SNP。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

一种焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒，包括如下引物：

（1）扩增引物：

上游引物：5′-GATGTGTTTGGAGCCCAGTC-3′（SEQ ID NO.2）；

下游引物：5′-CAGGTCCCACACTCACAGTTTTC-3′（SEQ ID NO.3）；

其中，下游引物的5′进行生物素标记；

（2）测序引物：5′-GCTGCAGGCATACAC-3′（SEQ ID NO.4）；

试剂盒中其他试剂及溶液为PCR和DNA焦磷酸测序的常规试剂。

一种应用上述试剂盒检测ALDH2基因多态性的方法，包括如下步骤：

（1）DNA提取；

（2）聚合酶链反应：

配制50μl PCR扩增体系，包含：10×PCR buffer 5.0μl，dNTP 1.5μl，ALDH2上游引物0.5μl，ALDH2下游引物0.5μl，rTaq0.5μl，水41.0μl，模板1.0μl；循环程序为：95°C 5min预变性；依次在95°C 30S，50°C 30S，72°C 30S，进行35个循环；72°C保持5min，最终保持在4°C，得扩增产物；

（3）焦磷酸测序单链样本纯化；

（4）焦磷酸测序及结果分析。

本发明的试剂盒对ALDH2 RS671目标序列进行分析和检测，该目标序列包括：野生型GGCTGCAGGCATACACTAAAGTGAAAACTGTGAGTGTGG（SEQID NO.5）和突变型GGCTGCAGGCATACACTGAAGTGAAAACTGTGAGTGTGG（SEQ ID NO.6）；扩增出的片段长为118bp。

由于设计了特异性高的引物，并且选择了合适的方法，本发明的试剂盒适用于对ALDH2基因多态性进行快速检测，可广泛应用于临床上对酒精耐受的评估及硝酸甘油用药的指导。与现有技术相比，其应用焦磷酸测序技术可以快速、准确地进行短DNA序列分析，便于构建标准化操作流程；具有高通量、低成本等特点；PCR产物即可直接用于测序，不需进行产物纯化等二次处理，操作极为简便，所需样品量小。

附图说明

图1为本发明ALDH2(RS671)焦磷酸测序结果。

具体实施方式

下面结合实施例对上述试剂盒及检测方法进行详细描述。

实施例1：

ALDH2-pyroF（上游引物）：5′-GATGTGTTTGGAGCCCAGTC-3′（SEQ IDNO.2）；

ALDH2-pyroR（下游引物）：5′-CAGGTCCCACACTCACAGTTTTC-3′（SEQID NO.3）；

测序引物：5′-GCTGCAGGCATACAC-3′（SEQ ID NO.4）；

1.DNA提取

1.1实验前试剂材料准备与检查工作如下：

(1)检查试剂盒保质期以及确保Wash Buffer 1和2中已添加乙醇，并在瓶上相应标识处打勾√；(2)异丙醇（如无，可用无水乙醇替代）和75%乙醇；(3)高压灭菌有效期内的1.5mL Eppendorf管和各类移液枪头。

1.2从4℃冰箱中取出装有全血的EDTA抗凝管，上下颠倒数次混匀；

1.3在1.5mL Eppendorf管对应标本唯一性标识做好标记；

1.4分别移取900uL Cell Lysis Solution加至灭菌的1.5mL Eppendorf管；

1.5小心移取300uL全血转移至上述加有Cell Lysis Solution的1.5mL EP管；

1.6盖上Eppendorf管盖，室温孵育10min；

1.713,000rpm室温离心20秒；

1.8取出Eppendorf管，观察白色沉淀；

1.9开Eppendorf管盖，手持管底部，倾斜EP管口弃去部分红色上清，尽量将红色上清吸尽；

1.10盖上Eppendorf管，用手指弹击EP管底部，使白色沉淀重悬；

1.11移取300uL Nuclei Lysis Solution入上述Eppendorf管中，盖上管，上下颠倒数次混匀；

1.12打开Eppendorf管，移取100uL Protein Precipitation Solution入上述Eppendorf管中，盖上管管，振荡器上剧烈振荡20秒；13,000rpm室温离心3min；

1.13移取上清转移到新的已灭菌1.5mL Eppendorf管；

1.14移取300uL异丙醇入EP管，盖上管盖，上下颠倒数次混匀，可见白色絮状gDNA析出；

1.15 13,000rpm室温离心1min；

1.16打开Eppendorf管，手捏管底部，倾斜管口弃去上清；

1.17移取300uL 75%乙醇加入Eppendorf管，盖上管盖，轻柔上下颠倒洗涤沉淀；

1.18 13,000rpm室温离心1min；

1.19打开Eppendorf管，手持管底部，倾斜管口弃去上清；

1.20在实验台上放置新滤纸，倒扣Eppendorf管，吸干液体，将Eppendorf管开盖侧放风干；

1.21目测沉淀大小，加入50~100ul DNA Rehydration Solution至沉淀；

1.22过夜溶解后用Nano-Space紫外分光光度计进行核酸浓度测定，核酸浓度大于50ng/ul视为合格，如浓度不够，加入乙醇再次沉淀DNA，然后重新加适量的DNA Rehydration Solution溶解DNA。

1.23在管壁和管盖上再次标清样本唯一性编号，并用透明胶带缠绕保护；

1.24保存核酸标本至4℃冰箱；

2.聚合酶链反应

2.1在试剂准备区配制50μl PCR扩增体系（模板添加除外），各组分及添加量如下表：

10×PCR buffer	5.0μl
		dNTP	1.5μl
ALDH2-pyroF	0.5μl
		ALDH2-pyroR（5’-Bio标记）	0.5μl
rTaq	0.5μl
		水	41.0μl

2.2在标本制备区对盛有gDNA模板短暂离心后添加1.0μl至扩增体系中，在PCR管壁上标记标本唯一性标识，管盖上标记检测项目代号。PCR管震荡混匀，桌面离心机上短暂离心；

2.3在扩增区进行PCR扩增反应，按照下面的循环参数设置扩增仪：

步骤号	温度	处理时间	循环数
				1	95℃	5min
2	95℃	30s
				3	50℃	30s
4	72℃	30s	Goto step2，for 35cycle
				5	72℃	5min
6	18℃	holding

2.4设置程序后在随后的下拉菜单中选择“tube”；

2.5点击“start”开始仪器运行。

3.焦磷酸测序单链样本纯化

3.1纯化前试剂和仪器准备：

进行样本纯化前，确保所有溶液都达到室温；打开精密控温加热炉，使温度达到80℃。

3.2单链样本纯化操作：

3.2.1在PSQ 96板中先加40μlAnnealing Buffer和2~3μl测序引物(10uM)；

3.2.2在振荡器上充分混匀Sepharose Beads；

3.2.3将所需Sepharose Beads量(每样本3μl计算)转移到1.5mL Eppendorf管；

3.2.4在Sepharose Beads中加入Binding Buffer，使得平均每个样品约有和PCR体系一样的体积，在振荡器上将混合物充分混匀；

3.2.5将Sepharose Beads混合物加至约40μl PCR产物中，每样本加40μl；

3.2.6常温下、在振荡器上将PCR板混匀10分钟；

3.2.7在Vacuum prep workstation中，四个液体槽中依次加入180ml纯水、120ml 70％乙醇、Denaturation Buffer和Washing Buffer；

3.2.8倒掉与真空泵相连的废液收集桶中的废液；

3.2.9打开Vacuum Prep Workstation的真空泵和阀门，将Vacuum Prep Tool在纯水中清洗30秒；

3.2.10将Vacuum prep Tool移到PCR板孔中，抓取结合了生物素标记核酸的Sepharose Beads；

3.2.11拿起PCR板，检查Beads是否都被吸附在了Vacuum Prep Tool上；

3.2.12将Vacuum Prep Tool放入70％乙醇中5秒；

3.2.13将Vacuum Prep Tool移到Denatureation Buffer中5秒；

3.2.14再将Vacuum Prep Tool移到Washing Buffer中清洗10秒；

3.2.15把Tool悬放在Pyro反应板；

3.2.16Vacuum Prep Tool放入含有测序引物的反应板中，旋转摇动，以释放Sepharose Beads；

3.2.17放有纯化样本的PSQ 96板放在Thermo Plate上，置于80℃加热炉中加热2min，取出后自然冷却到室温，进行下游Pyrosequencing反应。

3.3纯化完毕后清洗：

3.3.1不开真空泵和阀门，使用少量纯水清洗Vacuum Prep Tool，使少量未脱落的Beads洗脱下来；

3.3.2更换纯水后再打开真空泵和阀门，用约300mL纯水清洗Tool；

3.3.3关掉真空泵和阀门，将Vacuum Prep Tool侧放，室温晾干；

3.3.4清洗所有盛装试剂溶液的塑料槽，自然晾干；

3.3.5用湿布擦拭纯化设备表面。

4.焦磷酸测序

4.1调入前述设定的运行程序文件，点击“View”的下拉键，选择“Run”，按照软件自动计算本次实验的各试剂使用量，添加各试剂成分至试剂仓；

4.2把准备好的样本和试剂舱放入仪器相应的位置，点击屏幕右下端的“Run”开始焦磷酸测序；

4.3检测完成后，首先点击软件进程状态窗口的“close”键以保存测序结果。

5.焦磷酸测序结果分析

在“SNP Runs”文件夹中双击鼠标，打开上述运行文件，选择“SNP mode”，点击“Analyze All”键，对所有检测标本进行基因型分析；选择“AQmode”，点击“Analyze All”键，对所有检测标本进行等位基因频率分析。对样本检测ALDH2基因多态性，焦磷酸检测结果如下图。根据检测结果可知该被检测人员不适合使用硝酸甘油，酒精耐受差。可以看出，采用本发明的试剂盒及方法，能够简捷、直观、准确的对ALDH2基因型进行检测和判读。临床医生可根据ALDH2基因型，判断出不同基因型人群酒精耐受的概率及是否适合使用硝酸甘油。

综上，本发明所选取的靶序列，以及应用本发明的试剂盒能够实现快速、简便、准确、高效、实用、经济的检测ALDH2基因型，能够满足临床检验实际工作的要求，利于ALDH2基因检测对酒精耐受的评估及硝酸甘油的个体化使用。

                         SEQUENCE LISTING

 

<110>  周宏灏

<120>  焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒及方法

<160>  6    

<170>  PatentIn version 3.3

<210>  1

<211>  1001

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  1

aggcatagtg gcacatactt gttatcttaa ctacttggga ggctgaggca ggaggatcac     60

tgaagaccag gagttggaga ccagcctggg taacataatc agaccctgtc tcttaaaaaa    120

aaatttattg ccaggcgtgg ttgcacgtgc tggtagtcca gctactcagg aagctgaggc    180

aggagaatct cttgaacccc agatgtggag gttgcaacga gccaagatca tgccatggca    240

actccagcct gggcaacaga gaaagattct atctcaaaaa aaaaaatttt tttttaagtt    300

aaaaataaaa taaagacttt ggggcaatac agggggtcct gggagtgtaa cccataaccc    360

ccaagagtga tttctgcaat ctcgtttcaa attacagggt caactgctat gatgtgtttg    420

gagcccagtc accctttggt ggctacaaga tgtcggggag tggccgggag ttgggcgagt    480

acgggctgca ggcatacact raagtgaaaa ctgtgagtgt gggacctgct gggggctcag    540

ggcctgttgg ggcttgaggg tctgctggtg gctcggagcc tgctggggga ttggggtctg    600

ttgggggctc ggggcctgcc agaggttcag gacctgccgg ggactcaggg cctgctggaa    660

gttcaggacc tgctggggat cagggcctgc cagggattta gggtctgctg ggcgggccac    720

cttttggcct ctccctcatg cttgaggcca tcagtgtttc ctactaattt cccattttaa    780

gcctgagaag tgacaagaga gggtaaagac ccagcctctg ctctgtccca tgagaaatac    840

tgagggacgt gcccccatca ggcctatgcg gtcatttgct gggcttcgtt atacgccaag    900

gcctgtaggc ctgagaagag ggagagactt cagggggcgg agcggagagg aaaagcttct    960

agtaagaatc ttttcagatt ttcaccaggc gcggtggctt t                       1001

 

<210>  2

<211>  20

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  2

gatgtgtttg gagcccagtc                                                 20

 

<210>  3

<211>  23

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  3

caggtcccac actcacagtt ttc                                             23

 

<210>  4

<211>  15

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  4

gctgcaggca tacac                                                      15

 

<210>  5

<211>  39

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  5

ggctgcaggc atacactaaa gtgaaaactg tgagtgtgg                            39

 

<210>  6

<211>  39

<212>  DNA

<213>  智人

<400>  6

ggctgcaggc atacactgaa gtgaaaactg tgagtgtgg                            39

 

 

Claims (2)

1.一种焦磷酸测序法检测ALDH2基因多态性的试剂盒，其特征在于，包括如下引物：

（1）扩增引物：

上游引物：5′-GATGTGTTTGGAGCCCAGTC-3′；

下游引物：5′-CAGGTCCCACACTCACAGTTTTC-3′；

其中，下游引物的5′进行生物素标记；

（2）测序引物：5′-GCTGCAGGCATACAC-3′。

2.一种应用权利要求1所述的试剂盒检测ALDH2基因多态性的方法，包括如下步骤：

（1）DNA提取；

（2）聚合酶链反应：

配制50μl PCR扩增体系，包含：10×PCR buffer 5.0μl，dNTP 1.5μl，上游引物0.5μl，下游引物0.5μl，rTaq0.5μl，水41.0μl，模板1.0μl；循环程序为：95°C 5min预变性；依次在95°C 30S，50°C 30S，72°C 30S，进行35个循环；72°C保持5min，最终保持在4°C，得扩增产物；

（3）焦磷酸测序单链样本纯化；

（4）焦磷酸测序及结果分析。

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