发明内容
针对现有技术不足,本发明的目的是提供一种与结直肠炎恶性转变相关的miRNA标志物和试剂盒。
为实现上述目的,本发明提供一种与结直肠炎恶性转变相关的miRNA标志物,该标志物为miR-138-5p、miR-145-5p、miR-146a-5p和miR-150-5p的组合。以上四种miRNA在Muc2-/-小鼠模型的慢性肠炎恶性转变过程中表达明显降低,在人肠炎组织及结直肠癌组织中表达也明显降低,说明其与慢性肠炎恶性转变密切相关。
本发明还提供一种上述miRNA标志物的引物,该引物为:
miR-138-5p的正向引物序列为:5’-TGGAGCTGGTGTTGTGAATC-3’,如SEQ ID NO:1所示;
miR-145-5p的正向引物序列为:5’-GGGTCCAGTTTTCCCAGGA-3’,如SEQ ID NO:2所示;
miR-146a-5p的正向引物序列为:5’-TTCGGTGAGAACTGAATTCCA-3’,如SEQ ID NO:3所示;
miR-150-5p的正向引物序列为:5’-CCGGGTCTCCCAACCCTTGTA-3’,如SEQ ID NO:4所示;
通用反向引物序列为:5’-CAGTGCAGGGTCCGAGGT-3’,如SEQ ID NO:5所示。
本发明还提供一种上述miRNA标志物在制备直肠癌早期诊断试剂盒中的应用。具体地,通过检测被试者结直肠组织中的四种miRNA的含量,并与正常水平相比较来对患者的病情发展做出预判,以此来指导临床治疗。在一个特定的实施方案中,使用定量PCR的方法来检测被试者结直肠组织中的四种miRNA含量。
优选的,上述miRNA标志物的引物在制备直肠癌早期诊断试剂盒中的应用。
本发明还提供一种直肠癌早期诊断试剂盒,试剂盒含有上述miRNA标志物的引物。
优选的,该试剂盒还包括PCR反应常用的酶和试剂。
优选的,该试剂盒包括组织总RNA提取试剂、总RNA加poly(A)试剂、RT-PCR试剂、定量PCR试剂。
优选的,所述RT-PCR试剂中包括RT-引物:
hsa-miR-138:5’-GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCGGCCT-3’;
hsa-miR-145:5’-GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAGGGAT-3’;
hsa-miR-146a:5’-GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAACCCA-3’;
hsa-miR-150:5’-GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCACTGG-3’;
内参SNORD44:5’-GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTagtcag-3’;
所述定量PCR试剂中包括序列:
通用反向引物:5’-CAGTGCAGGGTCCGAGGT-3’;
通用Taqman探针:56-FAM/CAGAGCCAC/ZEN/CTGGGCAATTT/3IABkFQ。
本发明的有益效果:
本发明提供的与结直肠炎恶性转变相关的miRNA标志物miR-138-5p、miR-145-5p、miR-146a-5p、miR-150-5p对结直肠癌进行早期筛查具有操作简单、高特异性、高灵敏性的特点。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1结肠炎相关的癌模型Muc2基因敲除小鼠结肠上皮细胞中miRNA表达谱
小鼠的肠上皮细胞的收集:选择3月龄的Muc2+/+和Muc2-/-,每组包括四只小鼠,将小鼠处死,取结肠洗净,纵向剖开,各取一段置于20ml冰PBS;将组织移入37℃15mM EDTA30ml中;37℃振荡,220rpm,30min,充分振荡,去除肠组织;4℃离心5000rpm,5min;先弃去上清,5ml冷PBS重悬细胞,分装于1.5mlEP管中;4℃离心,3000rpm,5min;弃去上清,EP管开盖置于液氮中;取出后开盖置于-80℃过夜,次日将EP管盖上。
总RNA的提取:按照操作手册用Trizol试剂(Invitrogen,Carlsbad,CA)提取总RNA。
miRNA array(表达谱):实验操作由芝加哥大学基因研究所实施。
聚类分析结果如图1所示:21个miRNA下调,70个miRNA上调(change fold>2or<0.5;T<0.01,p value<0.05,q value<0.05)。
实施例2Muc2小鼠结肠上皮细胞中细胞因子的表达、差异表达miRNA的验证
小鼠结肠上皮细胞RNA提取与实施例1中方法相同;
利用qRT-PCR检测细胞因子mRNA表达水平,反应体系:正向引物(20μm)0.15μl,反向引物(20μm)0.15μl,cDNA0.7μl,H2O9μl,荧光染料SYBR Green(2×)10μl;反应条件:50℃2min,95℃2min;变性95℃15sec,退火/延伸60℃1min,共40个循环。
细胞因子mRNA表达水平如图2所示:与对照相比,Muc2-/-小鼠的结肠上皮细胞中几种细胞因子IL-6、COX-2、IL-10、TNFα、IL-1β表达水平明显上升。
IL-6:
正向引物:TAGTCCTTCCTACCCCAATTTCC,
反向引物:TTGGTCCTTAGCCACTCCTTC;
COX-2:
正向引物:TGAGCAACTATTCCAAACCAGC,
反向引物:GCACGTAGTCTTCGATCACTATC;
IL-10:
正向引物:GCTCTTACTGACTGGCATGAG,
反向引物:CGCAGCTCTAGGAGCATGTG;
IL-1β:
正向引物:GCAACTGTTCCTGAACTCAACT,
反向引物:ATCTTTTGGGGTCCGTCAACT;
TNFα:
正向引物:CCCTCACACTCAGATCATCTTCT,
反向引物:GCTACGACGTGGGCTACAG;
IKKβ:
正向引物:CTGAAGATCGCCTGTAGCAAA,
反向引物:TCCATCTGTAACCAGCTCCAG;
GAPDH:
正向引物:TCTGGAAAGCTGTGGCGTGAT,
反向引物:GCCAGTGAGCTTCCCGTTCAG。
为了验证小鼠miRNA array的结果,选择15个miRNA利用荧光定量PCR技术来验证,如图3所示:mmu-miR-146a、mmu-miR-138、mmu-miR-5123、mmu-miR-196b、mmu-miR-5099、mmu-miR-150、mmu-miR-145、mmu-miR-27a、mmu-miR-23a表达下调;mmu-miR-705、mmu-miR-760-3p、mmu-miR-1962、mmu-miR-669c、mmu-miR-3104-5p、mmu-miR-5132表达上调,荧光定量PCR的结果与miRNA array的结果一致。
mmu-miR-146a-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAACCCA;
定量正向引物:TTCGGTGAGAACTGAATTCCA;
mmu-miR-138-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCGGCCT;
定量正向引物:TGGAGCTGGTGTTGTGAATC;
mmu-miR-5123逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCACACC;
定量正向引物:TGGTGTAGATCCATATGCCAT;
mmu-miR-196b-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCCCAAC;
定量正向引物:TTCGGTAGGTAGTTTCCTGTT;
mmu-miR-5099逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTGGAGCA;
定量正向引物:TGTCGGTTAGATCGATGTGG;
mmu-miR-150-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCACTGG;
定量正向引物:CGGTCTCCCAACCCTTGTA;
mmu-miR-145a-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAGGGAT;
定量正向引物:GGGTCCAGTTTTCCCAGGA;
mmu-miR-27a-3p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTGCGGAA;
定量正向引物:TTCGGTTCACAGTGGCTAAG;
mmu-miR-23a-3p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTGGAAAT;
定量正向引物:TCGGATCACATTGCCAGGG;
mmu-miR-705逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTGCCCAC;
定量正向引物:TGGGGTGGGAGGTGGGG;
mmu-miR-760-3p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCCCCAC;
定量正向引物:CGGCGGCTCTGGGTCTG;
mmu-miR-1962逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTATGTGT;
定量正向引物:TGAGAGGCTGGCACTGGG;
mmu-miR-669c-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTACACAC;
定量正向引物:TTCGGATAGTTGTGTGTGGAT;
mmu-miR-3104-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAGAGGG;
定量正向引物:TAGGGGGCAGGAGCCGGAG;
mmu-miR-5132-5p逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCCTGAG;
定量正向引物:GGGCGTGGGGTGGTGGA;
内参snoRNA202逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCATCAG;
定量正向引物:GTACTTTTGAACCCTTTTCCAT;
定量通用反向引物:CAGTGCAGGGTCCGAGGT;
定量通用Taqman探针:56-FAM/CAGAGCCAC/ZEN/CTGGGCAATTT/3IABkFQ。
实施例3人结肠癌组织标本收集
16对结直肠癌组织、6对结肠肠炎组织及其配对正常组织皆从新乡医学院第一附属医院和新乡医学院附属中心医院收集,标本储存于-80℃环境中。
实施例4RNA提取
按照操作手册步骤用Trizol试剂(Invitrogen,Carlsbad,CA)提取冰冻的结肠癌及其邻近正常结肠组织的RNA。用A-PlusTM Poly(A)Polymerase Tailing Kit(CELLSCRIPT,INC)按操作手册对miRNA进行加polyA。
实施例5通过qRT-PCR对四个miRNA表达水平进行检测
为了检测来自结肠癌模型鼠中差异表达的miRNA是否有临床意义,我们选择了四个miRNA:即miR-138、miR-145、miR-146a、miR-150,在临床病人标本中进行验证。
使用RevertAid First Strand cDNA Synthesis Kit(Thermo SCIENTIFIC,USA)按操作手册对加poly(A)的miRNA进行逆转录。
使用实时荧光定量PCR(Applied Biosystem Inc.)对miRNA进行定量分析。定量的反应体系:GoTaq Hot Start Colorless Master Mix10μl,上游引物0.4μl,下游引物0.4μl,probe0.5μl,diluted cDNA2μl,RNase-free water6.7μl。反应条件:95℃2min;变性95℃10s,退火/延伸60℃30s,共40个循环。
所使用的引物如下:
hsa-miR-138逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCGGCCT;hsa-miR-138定量正向引物:TGGAGCTGGTGTTGTGAATC。
hsa-miR-145逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAGGGAT;hsa-miR-145定量正向引物:GGGTCCAGTTTTCCCAGGA。
hsa-miR-146a逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTAACCCA;hsa-miR-146a定量正向引物:TTCGGTGAGAACTGAATTCCA
hsa-miR-150逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTCACTGG;hsa-miR-150定量正向引物:CCGGGTCTCCCAACCCTTGTA
内参SNORD44逆转录引物:GTGCAGGGTCCGAGGTCAGAGCCACCTGGGCAATTTTTTTTTTTagtcag;内参SNORD44定量正向引物:TGGCCTGGATGATGATAAGCA。
定量通用反向引物:CAGTGCAGGGTCCGAGGT;
定量通用Taqman探针:56-FAM/CAGAGCCAC/ZEN/CTGGGCAATTT/3IABkFQ。
结肠癌组织与癌旁正常组织中4个miRNA的表达结果如图4-7所示:与正常组织相比,16个癌组织中miR-138、miR-145、miR-146a、miR-150的总体表达水平分别减少了3.37、3.39、2.56、4.99倍(P<0.001)。16个癌组织中miR-138和miR-150的表达都是降低的,15个癌组织中miR-145和miR-146a的表达是降低的。
结肠炎组织与正常结肠组织中4个miRNA的差异表达结果如图8-11所示:这4个miRNAs在人的结肠炎组织中的表达也是下调的,因此,这几个miRNA可能参与结肠炎的恶性转化。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。