CN103184269A - 检测同型半胱氨酸代谢相关snp位点的试剂盒及其扩增方法和检测方法 - Google Patents

检测同型半胱氨酸代谢相关snp位点的试剂盒及其扩增方法和检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用多重PCR技术结合SNP敏感性分子开关技术检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的检测试剂盒及其扩增方法和检测方法。所述试剂盒对同型半胱氨酸代谢相关的四个SNP位点进行分型,包括:MTHFR基因rs1801133 SNP位点、MTR基因rs1805087 SNP位点、MTRR基因rs1801394SNP位点和CBS基因rs5742905 SNP位点。所述试剂盒包含野生型2×扩增缓冲液、突变型2×扩增缓冲液、聚合酶、细胞裂解液和甘油,两种缓冲液中分别含有对应SNP野生型和突变型表型的序列特异性引物和内参引物,可在两个多重PCR反应中完成对上述四个SNP位点的分型,从而了解受试者同型半胱氨酸代谢能力和叶酸、VB12和VB6需求。

Description

检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒及其扩增方法和检测方法
技术领域
本发明涉及一种利用多重PCR结合分子开关技术检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒及其扩增方法和检测方法,特别涉及一种检测同型半胱氨酸代谢的MTHFR基因rs1801133 SNP位点、MTR基因rs1805087 SNP位点、MTRR基因rs1801394 SNP位点和CBS基因rs5742905的单核苷酸多态性(SNP)的试剂盒以及多重PCR扩增方法,属于生物医学领域。 
背景技术
同型半胱氨酸(HCY),或称为高半胱氨酸或同半胱氨酸,是从S-腺苷基甲硫氨酸透过两个反应步骤途径形成,并能回转成甲硫氨酸,或经过转硫途径而回转为半胱氨酸或牛磺酸。缺乏维他命如叶酸、VB6或VB12,HCY水平都会上升。补充叶酸、VB6、VB12或三甲基甘氨酸会减少血液内的HCY的浓度。高水平的HCY与心脑血管疾病,胎儿发育异常,肿瘤发生等密切相关。叶酸,HCY的代谢中相关酶基因的突变将导致酶活性的降低,使HCY水平上升。 
MTHFR编码的四氢叶酸还原酶是叶酸和HCY代谢过程中关键酶,能将5,10-亚甲基四氢叶酸装变为5-甲基四氢叶酸,从而参与甲硫氨酸代谢循环和DNA甲基化。正常的MTHFR活性能保持叶酸和甲硫氨酸循环的有效性,维持体内HCY的正常水平,C677T多态使酶活性显著降低,导致5-甲基四氢叶酸生成障碍,引起HCY血症。MTR编码的5-甲基四氢叶酸-同型半胱氨酸甲基转移酶,是一种维生素B12依赖的甲硫氨酸合酶,催化甲硫氨酸生物合成的最后一步, 
由进入细胞内的5-甲基四氢叶酸提供甲基,催化HCY再甲基化生成甲硫氨酸,MTR基因2756A/G突变导致919位氨基酸由天冬氨酸转为甘氨酸,引起MTR功能 障碍,导致HCY再甲基化途径受阻,体内HCY水平和甲硫氨酸循环异常。MTRR基因是甲硫氨酸合成酶的辅助因子,催化甲钴胺再生,其常见的多态性66A/G会导致甲硫氨酸被异亮氨酸所取代,因此对于维持甲硫氨酸和四氢叶酸及HCY在体内正常水平有重要作用。CBS是磷酸吡哆醛酶,是体内HCY分解代谢的关键酶,在其催化下与丝氨酸缩合成胱硫醚,进一步代谢为半胱氨酸和α-酮丁酸随尿液排出体外,T833C位点突变是其最常见突变位点,使异亮氨酸代替278位的苏氨酸,引起CBS结合位点的构象变化,造成CBS缺陷,进而影响体内HCY的代谢,导致HCY的升高。 
发明内容
同型半胱氨酸代谢相关酶MTHFR、MTR、MTRR和CBS的基因遗传多态性直接或间接影响同型半胱氨酸在体内的代谢过程。本发明提供一种利用多重PCR结合分子开关技术检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒及其扩增方法和检测方法。 
本发明采用的技术方案:一种检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒,所述试剂盒能同时对MTHFR基因rs1801133 SNP位点、MTR基因rs1805087 SNP位点、MTRR基因rs1801394 SNP位点和CBS基因rs5742905SNP位点的四个SNP位点进行分型检测检测。 
所述试剂盒包括检测MTHFR基因rs1801133位点的两个正向引物及一个反向引物、检测MTR基因rs1805087 SNP位点的两个正向引物及一个反向引物、检测MTRR基因rs1801394 SNP位点的两个正向引物及一个反向引物和检测CBS基因rs5742905 SNP位点的两个正向引物 
所述检测MTHFR基因rs1801133位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGG 
正向突变型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGA 
反向共用引物:TGCTGTCATCCCTATTGGCAGGTTACCC 
所述检测MTR基因rs1805087位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGT 
正向突变型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGC 
反向共用引物:  CCAGTCCCTTCTTTGGCTTGTGCAG
所述检测MTRR基因rs1801394位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAT 
正向突变型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAC 
反向共用引物:  TGTGGCTCAAGTTTTGTTCAGGTTCTTG 
所述检测CBS基因rs5742905位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAA 
正向突变型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAG 
反向共用引物:  TTGGGTTTCTCATCCTGCCTCTGAGG。 
所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒所采用的检测方法,对受检样本DNA分别用野生型和突变扩增缓冲液进行扩增,在每个反扩增反应中同时对4个目的片段和1个内参片段进行扩增,扩增片段由大到小依次是:内对照733bp,MTRR rs1801394 515bp,MTR rs1805087 319bp,CBS rs5742905 193bp,MTHFR基因rs1801133 123bp;扩增后经凝胶电泳在紫外光下见到根据片段大小区分开的产物条带,根据条带的有无判断4个SNP位点的基因型。 
所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒的多重PCR扩增方法,包括以下步骤: 
预变性由1次循环构成,其条件为: 
温度为94℃,时间为5分钟; 
PCR扩增由30次循环构成,其条件为: 
变性:温度为94℃,时间为30秒; 
退火:温度为56℃,时间为30秒; 
延伸:温度为72℃,时间为90秒; 
扩增结束后于4℃保存至电泳检测。 
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果: 
(1)本发明采用多重PCR扩增技术,在一次PCR反应中对4个包含SNP位点的DNA片段和1个内参片段同时进行扩增,提高检测效率降低检测成本。 
(2)本发明采用SNP敏感性分子开关技术,使3’端不能与模板互补的引物所引发的扩增非成熟性终止,无法形成产物,避免假阳性结果的产生。 
(3)引入内参,为阴性结果的判读提供依据,避免假阴性结果的产生。 
(4)本发明扩增后只需通过DNA凝胶电泳及凝胶成像系统即可完成检测,不需添置贵重设备,快速,准确,灵敏,特异,重复性好,大幅降低了检测成本和操作复杂程度,适合临床和科研使用。 
(5)无需DNA提取,只需裂解全血细胞,将细胞裂解后的悬液加入反应体系即可完成扩增,免去DNA提取的步骤和成本并避免气溶胶污染。 
(6)本发明的试剂盒,分别提供野生型和突变型的2×扩增缓冲液,使用者只需加入全血裂解悬液和聚合酶即可进行扩增,减少了操作步骤,提高劳动速率,可以实现高效率检测。 
(7)本发明的试剂盒所提供的野生型和突变型2×扩增缓冲液,使用了不同颜色的扩增指示染料,方便加样时区分,扩增后即可直接进行凝胶电泳,无需加入loading buffer,避免人为错误。 
具体实施方式
本发明检测同型半胱氨酸代谢相关基因单核苷酸多态性位点的试剂盒,所述试剂盒可同时对MTHFR基因rs1801133 SNP位点、MTR基因rs1805087SNP位点、MTRR基因rs1801394 SNP位点和CBS基因rs5742905 SNP位点进行扩增分型检测,以ACTB基因为内参来检测扩增条件;野生型2×缓冲包 含上述4个SNP位点的野生型正向序列特异性引物、共用反向引物和内参序列上下游引物,通过扩增后DNA电泳条带的有无判断是否携带对应SNP位点的野生型表型;突变型2×缓冲液包含上述4个SNP位点的突变型正向序列特异性引物、共用反向引物和内参序列上下游引物,通过扩增后DNA电泳条带的有无判断是否携带对应SNP位点的突变型表型;当其中一个SNP位点所对应的片段长度条带仅在野生型扩增中得出阳性结果,突变型扩增对应位置条带为阴性时判读为野生纯合型,相反为突变纯合型,野生型和突变型扩增都出现阳性条带其结果为杂合型,通过野生型和突变型的特异性扩增经过DNA凝胶电泳综合分析确认受试者的基因型。 
所述检测MTHFR基因rs1801133位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGG 
正向突变型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGA 
反向共用引物:  TGCTGTCATCCCTATTGGCAGGTTACCC 
所述检测MTR基因rs1805087位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGT 
正向突变型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGC 
反向共用引物:  CCAGTCCCTTCTTTGGCTTGTGCAG
所述检测MTRR基因rs1801394位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAT 
正向突变型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAC 
反向共用引物:  TGTGGCTCAAGTTTTGTTCAGGTTCTTG 
所述检测CBS基因rs5742905位点的引物碱基序列如下所示: 
正向野生型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAA 
正向突变型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAG 
反向共用引物:  TTGGGTTTCTCATCCTGCCTCTGAGG 
本发明试剂盒的组分和含量包括: 
细胞裂解液,野生型2×扩增缓冲混合液,突变型2×扩增缓冲混合液,聚合酶,液体石蜡油。 
本试剂盒共40人份检测应用,试剂盒的保存温度为-20℃。 
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或按照厂商所建议的条件。 
实施例检测试剂盒的使用 
步骤1:全血基因组DNA的提取 
取受检者外周静脉血300μl,加入700μl细胞裂解液,颠倒混匀5次,12000rpm离心1分钟,倒去上清,并将离心管倒置在干净的吸水纸上停留2分钟,确保沉淀在管中,加入300μl双蒸水,涡旋震荡混匀成细胞裂解悬液。 
步骤2:PCR扩增反应 
1、配置野生型反应体系:PCR管内加入细胞裂解悬液4.8μl、加入5μl2×野生型扩增缓冲液和0.2μl聚合酶(2.5U/μl)混合构成独立的反应体系,加样后充分混匀,短暂离心,最后沿管壁轻轻加入20μl液体石蜡油封闭体系,具体见下表: 
 2×野生型扩增缓冲溶液   5μl
 细胞裂解悬液   4.8μl
 聚合酶(2.5U/μl)   0.2μl
 液体石蜡油   20μl
2、配置突变型反应体系:PCR管内加入细胞裂解悬液4.8μl、加入5μl2×突变型扩增缓冲液和0.2聚合酶(2.5U/μl)混合构成独立的反应体系,加样后充分混匀,短暂离心,最后沿管壁轻轻加入20μl液体石蜡油封闭体系,具体见下表: 
 2×突变型扩增缓冲溶液   5μl
 细胞裂解悬液   4.8μl
 聚合酶(2.5U/μl)   0.2μl
 液体石蜡油   20μl
3、对上述两个反应体系同时进行PCR反应,PCR程序见下表: 
步骤3:扩增产物凝胶电泳 
配置1.5%琼脂糖电泳凝胶,取扩增产物6-8μl直接加入加样孔内,每行另选一孔加入100bp Ladder Marker为分子量对照进行电泳,电泳条件为稳压6V/cm胶长,时间40分钟。 
步骤4:观测结果 
应用紫外成像系统观察电泳条带有无及位置。 
四条区带由大到小依次是:内对照733bp,MTRR rs1801394 515bp,MTRrs1805087 319bp,CBS rs5742905 193bp,MTHFR基因rs1801133 123bp 
如果在野生型扩增产物中123bp位置出现阳性条带,突变型扩增产物对应位置无条带,则判读为MTHFR野生型个体;反之为MTHFR突变型纯合子个体;如果野生型和突变型扩增产物中123bp位置都出现阳性条带,则为MTHFR杂合型个体。 
如果在野生型扩增产物中319bp位置出现阳性条带,突变型扩增产物对 应位置无条带,则判读为MTR野生型个体;反之为MTR突变型纯合子个体;如果野生型和突变型扩增产物中319bp位置都出现阳性条带,则为MTR杂合型个体。 
如果在野生型扩增产物中515bp位置出现阳性条带,突变型扩增产物对应位置无条带,则判读为MTRR野生型个体;反之为MTRR突变型纯合子个体;如果野生型和突变型扩增产物中515bp位置都出现阳性条带,则为MTRR杂合型个体。 
如果在野生型扩增产物中193bp位置出现阳性条带,突变型扩增产物对应位置无条带,则判读为CBS野生型个体;反之为CBS突变型纯合子个体;如果野生型和突变型扩增产物中193bp位置都出现阳性条带,则为CBS杂合型个体。 
综上所述,本发明的内容并不局限在上述的实施例中,相同领域内的有识之士可以在本发明的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例,但这种实施例都包括在本发明的范围之内。 
Figure IDA0000125874050000011
Figure IDA0000125874050000021

Claims (5)

1.一种检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒能同时对MTHFR基因rs1801133 SNP位点、MTR基因rs1805087SNP位点、MTRR基因rs1801394 SNP位点和CBS基因rs5742905 SNP位点的四个SNP位点进行分型检测检测。
2.根据权利要求1所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括检测MTHFR基因rs1801133位点的两个正向引物及一个反向引物、检测MTR基因rs1805087 SNP位点的两个正向引物及一个反向引物、检测MTRR基因rs1801394 SNP位点的两个正向引物及一个反向引物和检测CBS基因rs5742905 SNP位点的两个正向引物
3.根据权利要求2所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒,其特征在于:
所述检测MTHFR基因rs1801133位点的引物碱基序列如下所示:
正向野生型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGG
正向突变型引物:AAAGCTGCGTGATGATGAAATCGA
反向共用引物:  TGCTGTCATCCCTATTGGCAGGTTACCC
所述检测MTR基因rs1805087位点的引物碱基序列如下所示:
正向野生型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGT
正向突变型引物:TACCACTTACCTTGAGAGACTCATAATGGC
反向共用引物:  CCAGTCCCTTCTTTGGCTTGTGCAG
所述检测MTRR基因rs1801394位点的引物碱基序列如下所示:
正向野生型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAT
正向突变型引物:CCATGTACCACAGCTTGCTCACAC
反向共用引物:  TGTGGCTCAAGTTTTGTTCAGGTTCTTG
所述检测CBS基因rs5742905位点的引物碱基序列如下所示:
正向野生型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAA
正向突变型引物:ACCCTTCGGGATCCACCCCAG
反向共用引物:  TTGGGTTTCTCATCCTGCCTCTGAGG。
4.一种权利要求1所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒所采用的检测方法,其特征在于,对受检样本DNA分别用野生型和突变扩增缓冲液进行扩增,在每个反扩增反应中同时对4个目的片段和1个内参片段进行扩增,扩增片段由大到小依次是:内对照733bp,MTRR rs1801394515bp,MTR rs1805087 319bp,CBS rs5742905 193bp,MTHFR基因rs1801133123bp;扩增后经凝胶电泳在紫外光下见到根据片段大小区分开的产物条带,根据条带的有无判断4个SNP位点的基因型。
5.一种采用权利要求1所述的检测同型半胱氨酸代谢相关SNP位点的试剂盒的多重PCR扩增方法,其特征在于,包括以下步骤:
预变性由1次循环构成,其条件为:
温度为94℃,时间为5分钟;
PCR扩增由30次循环构成,其条件为:
变性:温度为94℃,时间为30秒;
退火:温度为56℃,时间为30秒;
延伸:温度为72℃,时间为90秒;
扩增结束后于4℃保存至电泳检测。
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