CN103937879B - 尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 - Google Patents
尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103937879B CN103937879B CN201410093685.9A CN201410093685A CN103937879B CN 103937879 B CN103937879 B CN 103937879B CN 201410093685 A CN201410093685 A CN 201410093685A CN 103937879 B CN103937879 B CN 103937879B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- super
- expression
- ribonucleic acid
- uremia
- conservative region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 title claims abstract description 70
- 208000037157 Azotemia Diseases 0.000 title claims abstract description 47
- 208000009852 uremia Diseases 0.000 title claims abstract description 46
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 title abstract description 6
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 title abstract 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 59
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 claims abstract description 35
- 238000013518 transcription Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000035897 transcription Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 claims abstract description 11
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims abstract description 9
- 210000003819 peripheral blood mononuclear cell Anatomy 0.000 claims description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 18
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 7
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 claims description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 6
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 5
- 238000010195 expression analysis Methods 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 claims description 2
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 claims description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 claims 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 8
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 15
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 12
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 6
- 108091046869 Telomeric non-coding RNA Proteins 0.000 description 6
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 6
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 101000665452 Homo sapiens RNA binding protein fox-1 homolog 2 Proteins 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000004393 prognosis Methods 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 101710159080 Aconitate hydratase A Proteins 0.000 description 2
- 101710159078 Aconitate hydratase B Proteins 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 2
- 206010009944 Colon cancer Diseases 0.000 description 2
- 108010007005 Estrogen Receptor alpha Proteins 0.000 description 2
- 102100038595 Estrogen receptor Human genes 0.000 description 2
- 206010029260 Neuroblastoma Diseases 0.000 description 2
- 102100038187 RNA binding protein fox-1 homolog 2 Human genes 0.000 description 2
- 102000044126 RNA-Binding Proteins Human genes 0.000 description 2
- 101710105008 RNA-binding protein Proteins 0.000 description 2
- 238000012180 RNAeasy kit Methods 0.000 description 2
- 208000001647 Renal Insufficiency Diseases 0.000 description 2
- 230000008827 biological function Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 208000029742 colonic neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 201000006370 kidney failure Diseases 0.000 description 2
- 208000032839 leukemia Diseases 0.000 description 2
- 201000007270 liver cancer Diseases 0.000 description 2
- 208000014018 liver neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 210000005087 mononuclear cell Anatomy 0.000 description 2
- 108091027963 non-coding RNA Proteins 0.000 description 2
- 102000042567 non-coding RNA Human genes 0.000 description 2
- 238000012959 renal replacement therapy Methods 0.000 description 2
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 2
- 241000244203 Caenorhabditis elegans Species 0.000 description 1
- 101100281516 Caenorhabditis elegans fox-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 208000005623 Carcinogenesis Diseases 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 108090000909 Collectins Proteins 0.000 description 1
- 108020005198 Long Noncoding RNA Proteins 0.000 description 1
- 108091027974 Mature messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 238000000636 Northern blotting Methods 0.000 description 1
- 102000007399 Nuclear hormone receptor Human genes 0.000 description 1
- 108020005497 Nuclear hormone receptor Proteins 0.000 description 1
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 description 1
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 description 1
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 1
- 208000018359 Systemic autoimmune disease Diseases 0.000 description 1
- 108091023040 Transcription factor Proteins 0.000 description 1
- 102000040945 Transcription factor Human genes 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000036952 cancer formation Effects 0.000 description 1
- 231100000504 carcinogenesis Toxicity 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 208000020832 chronic kidney disease Diseases 0.000 description 1
- 208000022831 chronic renal failure syndrome Diseases 0.000 description 1
- 108091036078 conserved sequence Proteins 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 208000016097 disease of metabolism Diseases 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001631 haemodialysis Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000322 hemodialysis Effects 0.000 description 1
- 238000003711 image thresholding Methods 0.000 description 1
- 101150044508 key gene Proteins 0.000 description 1
- 239000012139 lysis buffer Substances 0.000 description 1
- 238000010841 mRNA extraction Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 108020004017 nuclear receptors Proteins 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000001124 posttranscriptional effect Effects 0.000 description 1
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 108020004418 ribosomal RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 208000011580 syndromic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
- C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
- C12Q1/6883—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for diseases caused by alterations of genetic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/158—Expression markers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
- C12Q2600/00—Oligonucleotides characterized by their use
- C12Q2600/178—Oligonucleotides characterized by their use miRNA, siRNA or ncRNA
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Pathology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明涉及尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用,构建方法包括以下步骤:设置尿毒症组与正常对照组,每组包括若干份相异人体的已经脱离人体的全血标本,分别分离得到外周血单个核细胞;测定标本核糖核酸的含量、质量与完整性;采用超保守区域转录子芯片分析人体超保守区域转录子表达水平,检测基因特异性探针标记的超保守区域基因;进行核糖核酸标记和芯片杂交;分析获得的芯片扫描结果;过滤鉴定差异表达的潜在的超保守区域转录子及与其重叠超保守区域的核糖核酸转录子;比较尿毒症组与正常对照组中各标本间的倍数变化,筛选出表达差异的核糖核酸;选取表达差异超过预设差异阈值的核糖核酸构建基因模型。
Description
【技术领域】
本发明涉及尿毒症领域,尤其涉及一种尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达的构建方法与应用。
【背景技术】
尿毒症(Uremia)并非一种单一疾病,而是由于肾功能衰竭致使代谢产物和其他有毒物质在体内蓄积而起的一种自身中毒综合症,是肾功能衰竭最严重的表现。有尿毒症的患者患心血管疾病的患病率和死亡率高出普通人的好几倍。在目前的临床实践中,对于诊断尿毒症,从临床症状,实验室检查或图像进行分析,当慢性肾功能衰竭的在终末期时,需要肾脏替代治疗法,如血液透析或肾移植,而肾脏替代治疗方面,仍然使用水溶性小分子物质测定作为指标,对尿毒症患者的预测性较差。
最近研究发现,在人、小鼠和大鼠基因中极度保守的长段非编码基因区域,命名为超保守区域(ultra-conservedregions,UCRs)。UCR为长约200~779bp的序列,最初于2004年由Bejerano发现。UCR常位于肿瘤相关的基因区域或脆性位点。UCR编码的一群特殊的非编码RNA(ncRNA),称为超保守区域转录子(transcribedultraconservedregions,T-UCRs),在人肿瘤中其表达发生变化。T-UCR是长链非编码核糖核酸(Long-noncodingRNA,lncRNA)重要组成部分,转录自人类基因组中481个极度保守区域(Ultraconservedregions),在白血病、肝癌、结肠癌、神经母细胞瘤等多种癌症中会改变表达模式。这表明,T-UCRs参与癌症生物学和肿瘤发生,并有可能作为疾病诊断,预后和预测的指标,以及一类新的治疗靶点。
但是,T-UCRs尚未有应用于尿毒症的研究。
【发明内容】
有鉴于此,有必要提出尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达的构建方法与应用。
本发明的一个技术方案是尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法,其包括以下步骤:S1,设置尿毒症组与正常对照组,每组包括若干份相异人体的已经脱离人体的全血标本,分别分离得到外周血单个核细胞;S2,测定标本核糖核酸的含量、质量与完整性,确定可用,则执行下一步骤;S3,采用超保守区域转录子芯片分析人体超保守区域转录子表达水平,检测基因特异性探针标记的超保守区域基因;S4,进行核糖核酸标记和芯片杂交;S5,采用特征提取方法,分析获得的芯片扫描结果;S6,采用倍数变化方法过滤鉴定差异表达的潜在的超保守区域转录子及与其重叠超保守区域的核糖核酸转录子;S7,比较所述尿毒症组与所述正常对照组中各标本间的倍数变化,筛选出表达差异的核糖核酸;S8、选取表达差异超过预设差异阈值的核糖核酸构建基因模型。
优选的,所述构建方法中,步骤S2中,采用全波长超微量分光光度计测定标本核糖核酸的含量与质量,采用琼脂凝胶电泳方法评估标本核糖核酸的完整性。
优选的,所述构建方法中,步骤S3中,在各超保守区域基因的两端分别添加1kb的片段,然后用40bp的特异性探针标记。
优选的,所述构建方法中,步骤S4中,采用单色芯片基底基因表达分析方案进行核糖核酸标记和芯片杂交。
优选的,所述构建方法中,步骤S5中,过滤低强度表达的探针,将原始信号探针的强度进行归一化。
优选的,所述构建方法中,步骤S7中,设置所述倍数变化的阈值≥2.0。
优选的,所述构建方法中,步骤S8中,所述基因模型中,包括若干超保守区域转录子,并且,各所述超保守区域转录子均为外显子。
优选的,所述构建方法中,所述基因模型中,包括表达上调的21个超保守区域转录子以及表达下调的49个超保守区域转录子;其中,表达上调的21个超保守区域转录子包括uc.111+、uc.16-、uc.162+、uc.166-、uc.189+、uc.208-、uc.209-、uc.221-、uc.234+、uc.285+、uc.290-、uc.324-、uc.33+、uc.341+、uc.342+、uc.455-、uc.477+、uc.61-、uc.77-、uc.90+以及uc.95+;表达下调的49个超保守区域转录子包括uc.101-、uc.102-、uc.138-、uc.141-、uc.144-、uc.151-、uc.166-、uc.173+、uc.185-、uc.186-、uc.203+、uc.208-、uc.209-、uc.210-、uc.233+、uc.266+、uc.267+、uc.268-、uc.276+、uc.280+、uc.28+、uc.282+、uc.313-、uc.338+、uc.341+、uc.356+、uc.36+、uc.414-、uc.418-、uc.419-、uc.419+、uc.420-、uc.45-、uc.46-、uc.453-、uc.454-、uc.455-、uc.456+、uc.457-、uc.46-、uc.475+、uc.477+、uc.50-、uc.61+、uc.63-、uc.77-、uc.84-、uc.89+以及uc.97+。
本发明的又一个技术方案是采用任一上述构建方法所得到的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型在获取尿毒症标志物的应用。
优选的,所述应用中,所述基因模型包括基因RBFOX2。
上述方案获得了外周血单个核细胞的T-UCRs的差异表达情况相关联的关键基因,可能作为尿毒症的潜在的生物标志物或是治疗靶点,并且由于标本量小而且结果的稳定性和准确性,对于临床方面的转录表达调控研究具有特别重要的意义。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例的示意图。
【具体实施方式】
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以采用许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明旨在通过对尿毒症的单个核细胞的T-UCRs的表达水平研究,发现其临床病理特征,以及新的可能的诊断或预后生物标志物。如图1所示,本发明的一个实施例是,尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法,其包括以下步骤:S1,设置尿毒症组与正常对照组,每组包括若干份相异人体的已经脱离人体的全血标本,分别分离得到外周血单个核细胞;S2,测定标本核糖核酸的含量、质量与完整性,确定可用,则执行下一步骤;S3,采用超保守区域转录子芯片分析人体超保守区域转录子表达水平,检测基因特异性探针标记的超保守区域基因;S4,进行核糖核酸标记和芯片杂交;S5,采用特征提取方法,分析获得的芯片扫描结果;S6,采用倍数变化方法过滤鉴定差异表达的潜在的超保守区域转录子及与其重叠超保守区域的核糖核酸转录子;S7,比较所述尿毒症组与所述正常对照组中各标本间的倍数变化,筛选出表达差异的核糖核酸;S8、选取表达差异超过预设差异阈值的核糖核酸构建基因模型。
又一个实施例是,尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法,其包括以下步骤。
S1,设置尿毒症组与正常对照组,每组包括若干份相异人体的已经脱离人体的全血标本,分别分离得到外周血单个核细胞;
例如,本发明各实施例采用两组全血标本,采集时间为2011年1月-9月,分别来自15名尿毒症患者和15名健康正常对照组,对应作为尿毒症组与正常对照组。如表1所示,这两组全血标本均来自中国广西桂林第一八一医院,标本分离得到所需外周血单个核细胞后放置于-80℃保存。需要说明的是,标本收集的方案与执行,均获得广西代谢性疾病重点实验室和第一八一医院伦理委员会的批准。
表1尿毒症标本特征(n=15)
S2,测定标本核糖核酸的含量、质量与完整性,确定可用,则执行下一步骤;例如,若不可用,则放弃该标本,或者重取该标本。优选的,步骤S2中,采用全波长超微量分光光度计测定标本核糖核酸的含量与质量,用琼脂凝胶电泳评估标本核糖核酸的完整性。例如,标本的测定采用NanoDropND-1000测定标本RNA的含量与质量,用琼脂凝胶电泳评估标本RNA的完整性。
S3,采用超保守区域转录子芯片分析人体超保守区域转录子表达水平,检测基因特异性探针标记的超保守区域基因;优选的,步骤S3中,在各超保守区域基因的两端分别添加1kb的片段,然后用40bp的特异性探针标记。
例如,采用Arraystar公司的人T-UCR芯片分析人体T-UCRs表达水平。在481个UCRs超保守区域的两端分别添加1kb的片段,然后用40bp的特异性探针标记,从而可以准确的检测T-UCR和发现新的T-UCR。
接着,在芯片中加入特定的外显子或剪接连接的探针,从而可靠和精确地检测到153个潜在的T-UCRs,这些T-UCRs可以与数据库,例如以RefSeq,UCSCknowngenes和Ensembl进行比对。
基因特异性探针标记的UCRs共1809个基因被检测到,从而可发现T-UCRs和它们的近端蛋白质编码基因之间的关系。
S4,进行核糖核酸标记和芯片杂交;优选的,步骤S4中,采用单色芯片基底基因表达分析方案进行核糖核酸标记和芯片杂交,把信使核糖核酸和长链非编码核糖核酸在去除核糖体核糖核酸后从总核糖核酸中纯化出来。
例如,做RNA标记和芯片杂交,均按照安捷伦单色芯片基底基因表达分析方案执行。例如,把mRNA和长链非编码在去除rRNA后从总RNA中纯化出来,例如,使用mRNA-ONLYTM真核生物mRNA提取试剂盒,然后用随机引物法对样本进行扩增并转录成荧光cRNA,将标记的cRNA用RNAeasy试剂盒提取纯化,例如采用Qiagen公司的RNAeasy试剂盒提取纯化,采用NanoDropND-1000测定纯化并标记后的cRNA(pmolCy3/μgcRNA)的浓度以及比活性,每1μg的经标记的cRNA用5μL10倍的阻断剂和1μL25倍的裂解缓冲液进行裂解,然后混匀放置60℃加热30分钟,最后加入25μL2倍的GE杂交缓冲液。吸取50μL的杂交混合液于芯片中,置于安捷伦杂交仪中65℃孵育17个小时,接着将芯片洗涤,固定,然后用双激光DNA微阵列扫描仪,例如安捷伦G2505C扫描仪,扫描芯片结果。
S5,采用特征提取方法,分析获得的芯片扫描结果;优选的,过滤低强度表达的探针,将原始信号探针的强度进行归一化;优选的,步骤S5中,筛选出至少1/3样本的信使核糖核酸和长链非编码核糖核酸。
数据分析中,例如使用安捷伦特征提取软件(版本11.0.1.1)分析获得的芯片扫描结果,而分位点的归一化强度和数据处理使用GeneSpringGXv12.1分析。使用GeneSpringGXv12.1将低强度表达的探针过滤,然后将原始信号探针的强度进行归一化。筛选出至少1/3的样本的mRNA和长链非编码RNA用于下一步的分析,而一些离散的转录区域则用Otsu(图像阈值化分割法中的经典算法之一)的信号处理方法来确定。
S6,采用倍数变化方法过滤鉴定差异表达的潜在的超保守区域转录子及与其重叠超保守区域的核糖核酸转录子,优选的,还采用基因本体论方法分析测定与超保守区域相关联的差异性的信使核糖核酸在生物进程中的作用。
通过倍数变化(Foldchange,FC)过滤鉴定差异表达的潜在的T-UCRs和TUs重叠UCRs的RNA转录子;GO(GeneOntology,基因本体论)分析用于测定与UCR相关联的差异性的mRNAs在生物进程中的作用。
GO是一种整合性、统一化、动态开放实时更新的分类系统。它包括三大独立的本体(Ontology):基因参与的生命过程(biologicalprocess,BP),所处的细胞组份和元件(cellularcomponent,CC)及发挥的分子生物学功能(molecularfunction,MF)。这三个ontology下面又可以独立出不同的亚层次,层层向下构成一个ontologies的树型分支结构。P值可以用来确定差异性的mRNA在GO本体中的富集程度,P值越小,表明越显著(P<=0.05)。
S7,比较所述尿毒症组与所述正常对照组中各标本间的倍数变化,筛选出表达差异的核糖核酸。例如,设置所述倍数变化的阈值≥1.95;优选的,步骤S7中,设置所述倍数变化的阈值≥2.0。
S8、选取表达差异超过预设差异阈值的核糖核酸构建基因模型。其中,预设差异阈值根据实验或者先验数据确定。优选的,所述基因模型中,包括若干超保守区域转录子,并且,各所述超保守区域转录子均为外显子。
优选的,所述基因模型中,包括表达上调的21个超保守区域转录子以及表达下调的49个超保守区域转录子;其中,表达上调的21个超保守区域转录子包括uc.111+、uc.16-、uc.162+、uc.166-、uc.189+、uc.208-、uc.209-、uc.221-、uc.234+、uc.285+、uc.290-、uc.324-、uc.33+、uc.341+、uc.342+、uc.455-、uc.477+、uc.61-、uc.77-、uc.90+以及uc.95+;表达下调的49个超保守区域转录子包括uc.101-、uc.102-、uc.138-、uc.141-、uc.144-、uc.151-、uc.166-、uc.173+、uc.185-、uc.186-、uc.203+、uc.208-、uc.209-、uc.210-、uc.233+、uc.266+、uc.267+、uc.268-、uc.276+、uc.280+、uc.28+、uc.282+、uc.313-、uc.338+、uc.341+、uc.356+、uc.36+、uc.414-、uc.418-、uc.419-、uc.419+、uc.420-、uc.45-、uc.46-、uc.453-、uc.454-、uc.455-、uc.456+、uc.457-、uc.46-、uc.475+、uc.477+、uc.50-、uc.61+、uc.63-、uc.77-、uc.84-、uc.89+以及uc.97+。
与上述各实施例结合应用,本发明的又一实施例是采用任一上述构建方法所得到的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型在获取尿毒症标志物的应用。
优选的,所述基因模型包括基因RBFOX2。
对于潜在的T-UCRs,Arraystar公司人T-UCR芯片包含了来自RefSeq,UCSCknowngenes和Ensembl数据库的153个潜在的T-UCRs。每个转录子使用一个特定的外显子或剪接点探针进行准确检测。通过比较两个标本间的倍数变化来筛选出表达差异的潜在的T-UCRs,倍数变化的阈值是≥2.0。从表2中可以发现尿毒症与正常对照组之间有21个T-UCRs表达上调,49个T-UCRs表达下调,而且这些T-UCRs都是外显子。
表2尿毒症患者与正常对照组的潜在T-UCR的表达水平差异
对于TUs重叠UCRs的RNA转录子,一些T-UCRs与mRNA或LncRNAs相关联,并在转录后调控中发挥着重要角色,如选择性剪接和mRNA加工。例如,与人类RNA集合蛋白基因相关的29个T-UCRs中,15个T-UCRs与无义介导mRNA降解(nonsense-mediatedmRNAdecay,NMD)的选择性剪切(alternativesplicingcoupledwithnonsense-mediateddecay,AS-NMD)相关,包括8个终止密码子的外显子和7个与选择性剪切导致的NMD途径相关的T-UCRs。也有的T-UCRs会发生反转录,如癌症和正常对照的组织中,有9个T-UCRs发生了显著的差异性表达。因此,Arraystar人T-UCR芯片分析了1518个LncRNAs和2261个mRNAs的正反转录情况,测定T-UCRs与TUs重叠UCRs的RNA转录子之间的相关性。
通过比较两个标本间的倍数变化来筛选出表达差异的RNA,倍数变化的阈值是≥2.0。从表3中可以发现尿毒症与正常对照组之间有311个T-UCRs表达上调,330个T-UCRs表达下调(其中有省略)。
表3尿毒症患者与正常对照组的转录范围与UCR重叠的所有转录本的表达水平差异
通过对TUs重叠UCRs的RNA转录子的GO分析,发现584个T-UCRs参与GO本体,其中186个T-UCRs参与生命进程(BP),220个T-UCRs参与细胞组份和元件(CC),178个T-UCRs发挥分子生物学功能(MF),如表4所示。而且表明超保守区域uc.458-表达水平最显著,其p=2.47524E-24,FC=3118.5361,其相关基因为RBFOX2。
表4GO分析
在人类组织中,很大一部分的UCRs都会发生转录(T-UCRs),并且它们的表达水平与组织特异性相关联。T-UCRs只有一条主链会发生转录,而且只有9%的T-UCRs会发生正反转录。准确测定人类所有的481T-UCRs方法有芯片测定、Northern印迹法、反转录实时定量PCR和线性恒温Ribo-SPIATMRNA扩增法。因为标本量小而且结果的稳定性和准确性,所以这对于临床方面的转录表达调控研究具有特别意义。
进一步地,本发明的实施例还包括,上述各实施例的各技术特征,相互组合形成的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用,应用即采用任一所述构建方法所得到的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型在获取尿毒症标志物的应用方法。
本发明各实施例主要涉及尿毒症与正常对照组之间的潜在的T-UCRs和TUs重叠UCRs的RNA转录子,发现基因RBFOX2(RNAbindingprotein,fox-1homolog(C.elegans)2)在尿毒症与正常对照组之间表达显著最明显。该基因是与人类基因相似的隐杆线虫基因Fox-1的一个,它编码一种在神经系统或者细胞中具有代替外显子剪接功能的关键调节因子作用的RNA结合蛋白。这个RNA结合蛋白结合着一段保守序列UGCAUG,并且在成熟的转录子的多数选择性剪接外显子的下游,它也与雌性激素受体1(核受体)的转录因子相互作用从而调节雌性激素受体1的转录活性。基因RBFOX2也会编码不同亚型的RNA转录子。
综上所述,本发明系统地评估了尿毒症患者与正常对照组的外周血单个核细胞的T-UCRs的差异表达情况,并获得了相关联的关键基因。本发明研究结果表明,T-UCRs与尿毒症具有相关性,并且相关的关键基因可能作为尿毒症的潜在的生物标志物或是治疗靶点。然而,本文的研究数据只是初步阶段,需要更多的标本数以及更深入的研究。
尿毒症是一种由多种基因调控的慢性的可能致命的全身性自身免疫性疾病。T-UCR是长链非编码RNA重要组成部分,转录自人类基因组中481个极度保守区域,在白血病、肝癌、结肠癌、神经母细胞瘤等多种癌症中会改变表达模式。本发明采用T-UCR芯片技术分析了15名尿毒症患者和15名健康正常对照组的外周血单个核细胞的超保守区域转录表达水平。对比尿毒症患者与正常对照组,通过芯片筛选出T-UCRs,发现21个T-UCRs表达水平上调,即表达上调;49个T-UCRs表达水平下调,即表达下调。在表达上调和下调的T-UCRs中,对应的超保守区域uc.458-表达水平最显著,p=2.47524E-24;FC=3118.5361,其相关基因为RBFOX2。通过GO分析后,发现uc.458-可能是尿毒症潜在的诊断和预后的生物标志物,RBFOX2可能是尿毒症潜在的关键基因。
从上述各实施例的结果可见,应用尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法构建的基因模型有助于提供一种区分尿毒症患者和正常对照组的可能途径,但是由于尿毒症多伴有其他系统并发症,往往需要后续补充研究以及进一步比对判定,才能确定可能涉及的基因,因此根据现有技术中的医学知识和本发明申请公开的内容,从所获得的信息本身不能够直接得出该尿毒症疾病的诊断结果。但是随着后续研究工作的开展,采用上述各例及其组合的构建方法,其所构建的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型,将作为中间结果的有效信息,为下一步的分析工作提供良好的信息支持和辅助数据。
综上所述,本发明的应用是以超保守区域转录表达为基础的基因技术对尿毒症患者已经脱离人体的全血标本进行分析,发现尿毒症患者的超保守区域转录子的表达与正常人存在一定差异,虽然这类差异是广泛存在的,但是在深入进行后续研究之后,很有可能确定其中可能存在作为中间结果的信息,从而发现尿毒症的诊断和预后的生物标志物。
需要补充的是,本发明的直接目的不是获得诊断结果或健康状况,而只是对已经脱离人体的体液,即全血标本,进行处理或检测以获取作为中间结果的信息的方法,或处理该信息的方法,根据目前的医学知识和本发明所公开的内容,所获得的信息本身不能够直接得出疾病的诊断结果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制;并且,上面列出的各个技术特征,其相互组合所能够形成各个实施方案,应被视为属于本发明说明书记载的范围。对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,设置尿毒症组与正常对照组,每组包括若干份相异人体的已经脱离人体的全血标本,分别分离得到外周血单个核细胞;
S2,测定标本核糖核酸的含量、质量与完整性,确定可用,则执行下一步骤;
S3,采用超保守区域转录子芯片分析人体超保守区域转录子表达水平,检测基因特异性探针标记的超保守区域基因;
S4,进行核糖核酸标记和芯片杂交;其中,采用双激光DNA微阵列扫描仪扫描芯片获得芯片扫描结果;
S5,采用特征提取方法,分析获得的芯片扫描结果,过滤低强度表达的探针,将原始信号探针的强度进行归一化,筛选出至少1/3样本的信使核糖核酸和长链非编码核糖核酸,离散的转录区域则用Otsu的信号处理方法来确定;
S6,采用倍数变化方法过滤鉴定差异表达的潜在的超保守区域转录子及与其重叠超保守区域的核糖核酸转录子,还采用基因本体论方法分析测定与超保守区域相关联的差异性的信使核糖核酸在生物进程中的作用;
S7,比较所述尿毒症组与所述正常对照组中各标本间的倍数变化,筛选出表达差异的核糖核酸;
S8、选取表达差异超过预设差异阈值的核糖核酸构建基因模型;
所述基因模型中,包括表达上调的21个超保守区域转录子以及表达下调的49个超保守区域转录子;其中,
表达上调的21个超保守区域转录子包括uc.111+、uc.16-、uc.162+、uc.166-、uc.189+、uc.208-、uc.209-、uc.221-、uc.234+、uc.285+、uc.290-、uc.324-、uc.33+、uc.341+、uc.342+、uc.455-、uc.477+、uc.61-、uc.77-、uc.90+以及uc.95+;
表达下调的49个超保守区域转录子包括uc.101-、uc.102-、uc.138-、uc.141-、uc.144-、uc.151-、uc.166-、uc.173+、uc.185-、uc.186-、uc.203+、uc.208-、uc.209-、uc.210-、uc.233+、uc.266+、uc.267+、uc.268-、uc.276+、uc.280+、uc.28+、uc.282+、uc.313-、uc.338+、uc.341+、uc.356+、uc.36+、uc.414-、uc.418-、uc.419-、uc.419+、uc.420-、uc.45-、uc.46-、uc.453-、uc.454-、uc.455-、uc.456+、uc.457-、uc.46-、uc.475+、uc.477+、uc.50-、uc.61+、uc.63-、uc.77-、uc.84-、uc.89+以及uc.97+。
2.根据权利要求1所述构建方法,其特征在于,步骤S2中,采用全波长超微量分光光度计测定标本核糖核酸的含量与质量,采用琼脂凝胶电泳方法评估标本核糖核酸的完整性。
3.根据权利要求2所述构建方法,其特征在于,步骤S3中,在各超保守区域基因的两端分别添加1kb的片段,然后用40bp的特异性探针标记。
4.根据权利要求3所述构建方法,其特征在于,步骤S4中,采用单色芯片基底基因表达分析方案进行核糖核酸标记和芯片杂交。
5.根据权利要求4所述构建方法,其特征在于,步骤S7中,设置所述倍数变化的阈值≥2.0。
6.根据权利要求5所述构建方法,其特征在于,步骤S8中,所述基因模型中,包括若干超保守区域转录子,并且,各所述超保守区域转录子均为外显子。
7.采用如权利要求1至6任一项所述构建方法所得到的尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型在获取尿毒症标志物的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410093685.9A CN103937879B (zh) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | 尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410093685.9A CN103937879B (zh) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | 尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103937879A CN103937879A (zh) | 2014-07-23 |
CN103937879B true CN103937879B (zh) | 2016-05-11 |
Family
ID=51185746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410093685.9A Active CN103937879B (zh) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | 尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103937879B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106250717B (zh) * | 2015-06-04 | 2019-03-12 | 徐勇 | 急性髓性白血病的miRNA与转录因子的系统及其构建方法和应用 |
CN107674917B (zh) * | 2017-11-07 | 2021-04-27 | 扬州大学 | 一种检测在b细胞淋巴瘤组织中高表达的ucr序列、试剂盒及检测方法 |
CN111518893A (zh) * | 2020-05-11 | 2020-08-11 | 深圳市人民医院 | 尿毒症标志物及其应用 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102286464A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-21 | 眭维国 | 尿毒症长链非编码核糖核酸差异性表达图谱模型及其构建方法 |
-
2014
- 2014-03-13 CN CN201410093685.9A patent/CN103937879B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102286464A (zh) * | 2011-06-30 | 2011-12-21 | 眭维国 | 尿毒症长链非编码核糖核酸差异性表达图谱模型及其构建方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
《LncRNA在缺氧诱导的胃癌细胞中表达谱的变化》;王亚芳,等;《现代肿瘤医学》;20130228;第21卷(第2期);225-228 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103937879A (zh) | 2014-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zang et al. | Differential expression of urinary exosomal microRNAs miR-21-5p and miR-30b-5p in individuals with diabetic kidney disease | |
Sherrill et al. | Analysis and expansion of the eosinophilic esophagitis transcriptome by RNA sequencing | |
Freedman et al. | Diverse human extracellular RNAs are widely detected in human plasma | |
Tsui et al. | Maternal plasma RNA sequencing for genome-wide transcriptomic profiling and identification of pregnancy-associated transcripts | |
Li et al. | Somatic SF3B1 hotspot mutation in prolactinomas | |
Schlosser et al. | Assessment of circulating LncRNAs under physiologic and pathologic conditions in humans reveals potential limitations as biomarkers | |
Wu et al. | MicroRNA-421 is a new potential diagnosis biomarker with higher sensitivity and specificity than carcinoembryonic antigen and cancer antigen 125 in gastric cancer | |
Tsui et al. | Synergy of total PLAC4 RNA concentration and measurement of the RNA single-nucleotide polymorphism allelic ratio for the noninvasive prenatal detection of trisomy 21 | |
Raychaudhuri et al. | Intratumoral heterogeneity of microRNA expression in breast cancer | |
Smith et al. | Mucosal transcriptomics implicates under expression of BRINP3 in the pathogenesis of ulcerative colitis | |
Da Broi et al. | Is the profile of transcripts altered in the eutopic endometrium of infertile women with endometriosis during the implantation window? | |
Iparraguirre et al. | RNA-Seq profiling of leukocytes reveals a sex-dependent global circular RNA upregulation in multiple sclerosis and 6 candidate biomarkers | |
Seco-Cervera et al. | Small RNA-seq analysis of circulating miRNAs to identify phenotypic variability in Friedreich’s ataxia patients | |
Yu et al. | Combined count-and size-based analysis of maternal plasma DNA for noninvasive prenatal detection of fetal subchromosomal aberrations facilitates elucidation of the fetal and/or maternal origin of the aberrations | |
Wang et al. | The diagnostic value of microRNA-4787-5p and microRNA-4306 in patients with acute aortic dissection | |
Dowling et al. | The importance of selecting the appropriate reference genes for quantitative real time PCR as illustrated using colon cancer cells and tissue | |
Clark-Langone et al. | Biomarker discovery for colon cancer using a 761 gene RT-PCR assay | |
Hasegawa et al. | Identification of complete hydatidiform mole pregnancy–associated microRNAs in plasma | |
Chahardouli et al. | Evaluation of T315I mutation frequency in chronic myeloid leukemia patients after imatinib resistance | |
CN109266745A (zh) | 一种基于基因表达谱的肺癌标志物的筛选方法及应用 | |
Luo et al. | Circular RNA hsa_circ_0001380 in peripheral blood as a potential diagnostic biomarker for active pulmonary tuberculosis | |
CN103937879B (zh) | 尿毒症外周血单个核细胞超保守区域转录表达基因模型的构建方法与应用 | |
Songia et al. | Direct screening of plasma circulating microRNAs | |
Signorelli et al. | Evaluation of blood gene expression levels in facioscapulohumeral muscular dystrophy patients | |
Cheung et al. | Validation of a gene expression signature to measure immune quiescence in kidney transplant recipients in the CLIA setting |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181206 Address after: 541002 Xiangshan PLA 181 Hospital, Guilin City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: 924 Hospital of the Joint Logistics Support Force of the Chinese People's Liberation Army Address before: 518118 No. 19 People's Road, Pingshan Street, Pingshan New District, Shenzhen City, Guangdong Province Co-patentee before: Dai Yong Patentee before: Hui Weiguo |
|
TR01 | Transfer of patent right |