CN104328182A - 一种用于检测pdgfra基因热点突变的引物、探针、锁核苷酸探针、试剂盒及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测PDGFRA基因突变的引物、探针、锁核酸探针、试剂盒及检测方法,属于生物技术领域。所述引物和探针,所述引物和所述探针包括用于检测所述PDGFRA基因的第12号外显子和第18号外显子中的至少一种,所述引物包括:正向引物和反向引物。所述试剂盒包括:上述引物和探针。本发明提供的引物和探针能够高灵敏地检测出PDGFRA基因是否发生突变,同时,采用锁核酸探针可以大大提高了检测PDGFRA基因突变的灵敏度,采用本发明提供的试剂盒能够准确检测PDGFRA基因是否突变。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,特别涉及一种用于检测PDGFRA基因突变的引物、探针、锁核苷酸探针、试剂盒及检测方法。
背景技术
血小板源性生长因子受体α多肽(platelet-derived growth factor receptoralpha,PDGFRA)是一种单链跨膜蛋白,属Ⅲ型酪氨酸蛋白激酶家族。最常见的PDGFRA突变位点是编码位于第二酪氨酸激酶区活化环的区域(exon18),少数突变发生在近膜区(exon12),突变引起PDGFRA蛋白的功能改变,通常会导致非配体依赖性的二聚体形成、酪氨酸残基自主磷酸化及下游信号的激活。这种激活导致的最终结果是肿瘤的发生。
现有的检测PDGFRA基因突变的方法有Sanger测序法,但采用Sanger测序法检测PDGFRA基因突变时,其检测灵敏度低,不能准确检测出PDGFRA基因是否发生突变,使用者迫切需要一种高灵敏度的检测方法替换Sanger测序法。
发明内容
为了解决现有技术中检测PDGFRA基因突变的方法的灵敏度低的问题,本发明实施例提供了一种用于检测PDGFRA基因突变的引物、探针、锁核苷酸探针、试剂盒及检测方法。所述技术方案如下:
一方面,本发明实施例提供了一种用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针,所述用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针包括用于检测所述PDGFRA基因的第12号外显子的引物和探针、以及用于检测所述PDGFRA基因的第18号外显子的引物和探针中的至少一种,所述引物包括:正向引物和反向引物,其中,
PDGFRA基因第12号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.1所示;
PDGFRA基因第12号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.2所示;
PDGFRA基因第12号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.3所示;
PDGFRA基因第18号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.4所示;
PDGFRA基因第18号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.5所示;
PDGFRA基因第18号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.6所示;
所述探针的5’端均连接有FAM荧光基团,所述探针的3’端均连接有BHQ淬灭基团。
另一方面,本发明实施例提供了一种用于检测PDGFRA基因突变的锁核酸探针,所述锁核酸探针包括:
PDGFRA基因第12号外显子突变类型为V561D的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.7所示;
PDGFRA基因第18号外显子突变类型为D842V的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.8所示;
所述锁核酸探针的3’端均连接有PO4基团。
再一方面,本发明实施例提供了一种用于检测PDGFRA基因突变的试剂盒,所述试剂盒包括:上述的引物和探针。
具体地,所述试剂盒还包括:如权利要求2所述的锁核酸探针。
具体地,所述试剂盒还包括:PCR反应液、阳性质控品、阴性质控品、测序反应液、消化酶系和测序PCR产物纯化试剂。
具体地,所述PCR反应液包括:含Mg2+的5×PCR缓冲液5μl、2.5mmol/LdNTPs 1.5μl、5U/μl Taq酶0.2μl和20ng/μl的模板DNA 2μl。
具体地,所述消化酶系包括碱性磷酸酶和核酸外切酶Ⅰ。
具体地,所述测序反应液包括:3μmol/L所述PDGFRA基因第12号外显子的正向引物1μl、3μmol/L所述PDGFRA基因第18号外显子的正向引物1μl、0.3μl 5×Bigdye和0.45μl 2.5×Buffer。
具体地,所述测序PCR产物纯化试剂包括0.75mol/L NaCl和纳米磁珠。
又一方面,本发明实施例提供了一种检测PDGFRA基因突变的方法,采用上述的试剂盒,所述方法包括:
提取样本的基因组DNA;
以获得的所述基因组DNA作为所述模板DNA,采用所述试剂盒进行PCR扩增反应,得到PCR扩增产物;
对所述PCR扩增产物进行纯化,得到纯化的PCR扩增产物;
将所述纯化的PCR扩增产物作为模板,进行测序PCR扩增,得到测序PCR扩增产物;
将所述测序PCR扩增产物进行纯化;
将纯化后的所述测序PCR扩增产物测序分析,并与所述PDGFRA基因对应的野生型进行测序分析对比,判定所述样本中的所述PDGFRA基因是否发生突变。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明实施例提供的引物和探针能够高灵敏地检测出PDGFRA基因是否发生突变,同时,锁核酸(Locked nucleic acid,LNA)是一种人工合成的反义寡核苷酸,其结构中β-D-呋喃核糖的2'-O,4'-C位通过不同的缩水作用形成环形的氧亚甲基桥、硫亚甲基桥或胺亚甲基桥刚性缩合结构,环形桥锁定了呋喃糖C3'-内型的N构型,降低了核糖结构的柔韧性,增加了磷酸盐骨架局部结构的稳定性,因此对DNA、RNA有很好的识别能力和强大的亲和力,且不易被酶解。将锁核酸作为探针与RNA/DNA链结合的复合体具有很高的热稳定性,但又对碱基错配敏感,一个碱基的错配可使RNA/DNA的熔解温度(Tm值)较大幅度地下降,采用锁核酸探针可以大大提高了检测PDGFRA基因突变的灵敏度。本发明提供的试剂盒包括本发明实施例提供的引物、探针以及锁核酸探针,使得本发明实施例提供的试剂盒具有高灵敏度。本发明实施例提供的检测方法,能够准确检测PDGFRA基因是否突变,同时,对待测样本的基因片段采用荧光PCR进行扩增,扩增情况可以通过扩增曲线和Ct值判断,通过加入锁核酸探针,在PCR过程中对突变型样本进行富集,能显著提高突变型的检测灵敏度。PCR扩增产物采用碱性磷酸酶和核酸外切酶进行消化,这能有效去除PCR扩增产物中残留的dNTP、引物和单链DNA等,省去了凝胶电泳的步骤,不但节省了时间还避免了污染,此外,本发明实施例采用磁珠法对测序PCR产物进行纯化,与传统的乙醇/醋酸钠法相比操作简单快捷、对设备要求简单(只需一个磁力架)、纯化结果稳定,得到的测序峰图干净清晰、无染料峰。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例四提供的PDGFRA基因第12号外显子V561D突变型的测序峰图;
图2是本发明实施例四提供的PDGFRA基因第18号外显子D842V突变型的测序峰图;
图3是本发明实施例四提供的加入了锁核酸探针后检测PDGFRA基因18号外显子的测序峰图;
图4是本发明实施例四提供的未加入锁核酸探针后检测PDGFRA基因18号外显子的测序峰图;
图5是本发明实施例四提供的扩增曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供一种用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针,用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针包括用于检测PDGFRA基因的第12号外显子的引物和探针、以及用于检测PDGFRA基因的第18号外显子的引物和探针中的至少一种,该引物包括:正向引物和反向引物,其中,
PDGFRA基因第12号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.1所示;
PDGFRA基因第12号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.2所示;
PDGFRA基因第12号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.3所示;
PDGFRA基因第18号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.4所示;
PDGFRA基因第18号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.5所示;
PDGFRA基因第18号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.6所示;
探针的5’端均连接有FAM荧光基团,探针的3’端均连接有BHQ淬灭基团。
本发明实施例提供的引物和探针具有高灵敏度,能够准确检测PDGFRA基因是否发生突变。
实施例二
本发明实施例提供了一种用于检测PDGFRA基因突变的锁核酸探针,改锁核酸探针包括:
PDGFRA基因第12号外显子突变类型为V561D的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.7所示;
PDGFRA基因第18号外显子突变类型为D842V的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.8所示;
锁核酸探针的3’端均连接有PO4基团。
本发明实施例提供的用于检测PDGFRA基因突变的锁核酸探针,锁核酸(Locked Nucleic Acid,LNA)是一种人工合成的反义寡核苷酸,其结构中β-D-呋喃核糖的2'-O,4'-C位通过不同的缩水作用形成环形的氧亚甲基桥、硫亚甲基桥或胺亚甲基桥刚性缩合结构,环形桥锁定了呋喃糖C3'-内型的N构型,降低了核糖结构的柔韧性,增加了磷酸盐骨架局部结构的稳定性,因此,锁核酸对DNA和RNA均具有很好的识别能力和强大的亲和力,且不易被酶解,将锁核酸作为探针与RNA/DNA链结合的复合体具有很高的热稳定性,但又对碱基错配敏感,一个碱基的错配可使RNA/DNA的熔解温度(Tm值)较大幅度地下降,通过加入锁核酸探针,在PCR过程中对突变型样本进行富集,进一步提高突变型的检测灵敏度,采用锁核酸探针可以大大提高检测PDGFRA基因突变的灵敏度,同时,PDGFRA基因检测的样本多来源于胃肠道间质瘤的病变细胞组织,该组织中往往含有正常细胞,影响检测,本发明实施例采用与野生型基因序列匹配的锁核酸,在进行PCR扩增时,锁核酸能够与野生型序列结合,从而阻滞PCR延伸,导致PCR扩增失败,而锁核酸不能与突变型序列结合,使得PDGFRA基因突变型得到扩增,从而提高了PDGFRA基因突变的检出率。
实施例三
本发明实施例提供一种用于检测PDGFRA基因突变的试剂盒,该试剂盒包括:本发明实施例一提供的引物和探针、本发明实施例二提供的锁核酸探针、PCR反应液、阳性质控品、阴性质控品、测序反应液、消化酶系和测序PCR产物纯化试剂。
具体地,在试剂盒中,10μmol/L正向引物各0.75μl,10μmol/L反向引物各0.75μl,10μmol/L探针各0.5μl,10μmol/L锁核酸探针各0.5μl。
具体地,PCR反应液包括:含Mg2+的5×PCR缓冲液5μl、2.5mmol/L dNTPs1.5μl、5U/μl Taq酶0.2μl和20ng/μl的模板DNA 2μl。
具体地,消化酶系包括碱性磷酸酶和核酸外切酶Ⅰ,且碱性磷酸酶和核酸外切酶Ⅰ的酶活力比为2:5。
具体地,测序反应液包括:3μmol/L PDGFRA基因第12号外显子的正向引物1μl、3μmol/L PDGFRA基因第18号外显子的正向引物1μl、0.3μl 5×Bigdye和0.45μl 2.5×Buffer。该测序反应液用于检测PCR扩增产物。
具体地,测序PCR产物纯化试剂包括0.75M NaCl和纳米磁珠。
具体地,阴性质控品为含PDGFRA野生型基因片段的重组质粒。
具体地,阳性质控品为含有PDGFRA突变型基因片段的重组质粒。
本发明提供的用于检测PDGFRA基因突变的试剂盒,本发明提供的试剂盒包括本发明实施例提供的引物、探针以及锁核酸探针,使得该试剂盒能够准确检测PDGFRA基因是否发生突变,通过加入锁核酸探针,在PCR过程中对突变型样本进行富集,进一步提高突变型的检测灵敏度。
实施例四
本发明实施例提供一种检测PDGFRA基因突变的方法,采用本发明实施例三提供的试剂盒,具体检测方法如下:
1、提取样本的基因组DNA
样本收集:用石蜡包埋病理切片组织,且该切片中含有胃肠道间质瘤的病变细胞,为了保证病理切片组织含有足够比例的胃肠道间质瘤的病变细胞,需要加同一组织的HE(Hematoxylin-Eosin)染色片子一张(在显微镜下肿瘤细胞的比例>70%)。选用石蜡DNA提取试剂盒QIAGEN QIAamp DNA FFPE TissueKit(Cat NO.56404),对新鲜组织按照石蜡样本提取步骤进行,但无需加入二甲苯处理步骤,操作步骤详见该石蜡DNA提取试剂盒说明书,提取的样本的基因组DNA采用紫外分光光度计测定浓度及质量,测量OD260/OD280结果在1.8~2.0之间,提取的样本的基因组DNA浓度在20ng/μl以上。
其中,病理切片组织来源于胃肠道间质瘤患者的病变组织,经脱水处理后用石蜡包埋,切片后作为待检样本(该胃肠道间质瘤患者的病变组织的PDGFRA基因的第12号外显子和第18号外显子均发生了突变)。
样本用量:每例石蜡包埋病理切片切5张,每张切片的厚度为8~10μm,胃肠道间质瘤的病变细胞的区域大于5mm×5mm,连续切片,封存于1.5ml离心管中。
样本质量:为确保样本的基因组DNA提取的成功率,选择1年以内的石蜡标本。
2、PCR扩增
准备2个PCR反应管,用微量加样器在每一个PCR反应管内加入引物、探针、锁核酸探针和PCR反应液,其中,10μmol/L正向引物各0.75μl,10μmol/L反向引物各0.75μl,10μmol/L探针各0.5μl,10μmol/L锁核酸探针各0.5μl,PCR反应液包括:含Mg2+的5×PCR缓冲液5μl、2.5mmol/L dNTPs 1.5μl、5U/μl Taq酶0.2μl和20ng/μl的模板DNA 2μl,补水至23μl,其中,2个PCR反应管分别对应PDGFRA基因的第12号外显子和第18号外显子,再向PCR反应管中加入提取的样本的基因组DNA、阴性质控品和阳性质控品各2μl,盖紧PCR反应管,经5000rpm离心数秒,得到上清液,取该上清液进行PCR扩增反应。
在荧光PCR仪上设置以下程序:
经过上述程序扩增后,得到PCR扩增产物,如图5所示,该扩增曲线均呈S型,且Ct值在20-30之间,可见扩增效果良好。
3、纯化PCR扩增产物
分别取PCR扩增产物、阴性质控品和阳性质控品的PCR产物各5μl分别加入4个PCR反应管中,分别加入3μl消化酶系并震荡均匀,经瞬时离心,将产物在PCR仪上进行反应,反应程序为:37℃15分钟,95℃2分钟,得到纯化的PCR扩增产物。
4、测序PCR扩增
取纯化的PCR扩增产物3μl作为模板,再加入3μl测序反应液(取相应检测位点测序反应液),进行测序PCR扩增,扩增条件如下:
经上述扩增条件,得到测序PCR扩增产物。
5、纯化测序PCR扩增产物
测序PCR产物经磁珠法进行纯化,操作步骤如下:
1)将测序PCR扩增产物加入装有10μl测序PCR产物纯化试剂的反应管中,再加入30μl浓度为85%的乙醇,混匀后室温静置2min;其中,测序PCR产物纯化试剂包括0.75mol/L NaCl和纳米磁珠。
2)将反应管置于磁力架上直至磁珠完全吸附到管壁上,弃废液。
3)向反应管中加入150μl浓度为85%的乙醇,弃废液,再重复操作一次。
4)室温放置3~5min,使乙醇蒸发。
5)加入40μl的洗脱液(洗脱液为0.01mol/L NaCl),充分混匀,室温孵育5min。
6)将反应管置于磁力架上作用3min或直至溶液清亮,保持反应管在磁力架上,转移35μl上清液至一个新的样品管。
7)将所得产物在95℃变性4min,并迅速在冰上骤冷4min,得到纯化的测序PCR产物。
6、结果分析
将纯化后的测序PCR扩增产物测序分析,并与PDGFRA基因对应的野生型进行对比,判定样本中PDGFRA基因突变是否发生突变,具体如下:
PDGFRA基因的第12号外显子突变为:第561位密码子由“GTC”突变为“GAC”。
PDGFRA基因的第12号外显子突变分析:将PDGFRA基因的第12号外显子的测序结果使用Chromas程序打开,在“Edit”菜单下点击“Reverse+Complement”,按Ctrl+F键快速查找序列对比PDGFRA基因的第12号外显子的野生型序列,参见图1,其中,PDGFRA基因的第12号外显子的野生型碱基序列为:AAACCGAGGTATGAAATTCGCTGGAGGATTGAATCAATCAGCCCAGATGGACATGAATATATTTATGTGGACCCGATGCAGCTGCCTTATGACTCAAGATGGGAGTTTCCAAGAGATGGACTAGTGCTTGGT。通过对比分析确定病理切片组织在第561位密码子由“GTC”突变为“GAC”,该结果与病理切片的样本相符,由此可见,本发明实施例提供的试剂盒和检测PDGFRA基因突变的方法能够准确检测出PDGFRA基因的第12号外显子的突变。
PDGFRA基因的第18号外显子突变为:第842位密码子由“GAC”突变为“GTC”。
PDGFRA基因的第18号外显子突变分析:将PDGFRA基因的第18号外显子的测序结果使用Chromas程序打开,在“Edit”菜单下点击“Reverse+Complement”,按Ctrl+F键快速查找序列CTGGCCAGA,对比PDGFRA基因的第18号外显子的野生型序列,参见图2,其中,PDGFRA基因的第18号外显子的野生型碱基序列为:TGTGTCCACCGTGATCTGGCTGCTCGCAACGTCCTCCTGGCACAAGGAAAAATTGTGAAGATCTGTGACTTTGGCCTGGCCAGAATCATGCATGATTCGAACTATGTGTCGAAAGGCAGT。通过对比分析确定病理切片组织在第842位密码子由“GAC”突变为“GTC”,该结果与病理切片的样本相符,由此可见,本发明实施例提供的试剂盒和检测PDGFRA基因突变的方法能够准确检测出PDGFRA基因的第18号外显子的突变。
本发明针对PDGFRA基因的第18号外显子,将加入锁核酸探针和未加入锁核酸探针参照上述反应过程进行对比;加入锁核酸探针的检测结果如图3所示,图3中为PDGFRA基因18号外显子突变;未加入锁核酸探针(对照)的检测结果如图4所示,图4中框内的基因为PDGFRA基因18号外显子的野生型,这是由于测序法本身的特点造成的,当样本中突变基因含量较低时,测序结果只能体现出优势组分,即野生型,由此可见,加入锁核酸探针在PCR过程中可对突变型样本进行富集,从而能显著的提高突变型的检测灵敏度。
本发明实施例提供的检测方法,能够准确检测PDGFRA基因是否突变,同时,对待测样本的基因片段采用荧光PCR进行扩增,扩增情况可以通过扩增曲线和Ct值判断,通过加入锁核酸探针,在PCR过程中对突变型样本进行富集,能显著提高突变型的检测灵敏度。PCR扩增产物采用碱性磷酸酶和核酸外切酶进行消化,这能有效去除PCR扩增产物中残留的dNTP、引物和单链DNA等,省去了凝胶电泳的步骤,不但节省了时间还避免了污染,此外,本发明实施例采用磁珠法对测序PCR产物进行纯化,与传统的乙醇/醋酸钠法相比操作简单快捷、对设备要求简单(只需一个磁力架)、纯化结果稳定,得到的测序峰图干净清晰、无染料峰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针,其特征在于,所述用于检测PDGFRA基因突变的引物和探针包括用于检测所述PDGFRA基因的第12号外显子的引物和探针、以及用于检测所述PDGFRA基因的第18号外显子的引物和探针中的至少一种,所述引物包括:正向引物和反向引物,其中,
PDGFRA基因第12号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.1所示;
PDGFRA基因第12号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.2所示;
PDGFRA基因第12号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.3所示;
PDGFRA基因第18号外显子的正向引物如序列表中SEQ ID NO.4所示;
PDGFRA基因第18号外显子的反向引物如序列表中SEQ ID NO.5所示;
PDGFRA基因第18号外显子的探针如序列表中SEQ ID NO.6所示;
所述探针的5’端均连接有FAM荧光基团,所述探针的3’端均连接有BHQ淬灭基团。
2.一种用于检测PDGFRA基因突变的锁核酸探针,其特征在于,所述锁核酸探针包括:
PDGFRA基因第12号外显子突变类型为V561D的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.7所示;
PDGFRA基因第18号外显子突变类型为D842V的锁核酸探针如序列表中SEQ ID NO.8所示;
所述锁核酸探针的3’端均连接有PO4基团。
3.一种用于检测PDGFRA基因突变的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括:如权利要求1所述的引物和探针。
4.根据权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒还包括:如权利要求2所述的锁核酸探针。
5.根据权利要求4所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒还包括:PCR反应液、阳性质控品、阴性质控品、测序反应液、消化酶系和测序PCR产物纯化试剂。
6.根据权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,所述PCR反应液包括:含Mg2+的5×PCR缓冲液5μl、2.5mmol/L dNTPs 1.5μl、5U/μl Taq酶0.2μl和20ng/μl的模板DNA 2μl。
7.根据权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,所述消化酶系包括碱性磷酸酶和核酸外切酶Ⅰ。
8.根据权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,所述测序反应液包括:3μmol/L所述PDGFRA基因第12号外显子的正向引物1μl、3μmol/L所述PDGFRA基因第18号外显子的正向引物1μl、0.3μl 5×Bigdye和0.45μl 2.5×Buffer。
9.根据权利要求5所述的试剂盒,其特征在于,所述测序PCR产物纯化试剂包括0.75mol/L NaCl和纳米磁珠。
10.一种检测PDGFRA基因突变的方法,采用权利要求3-9任一项所述的试剂盒,其特征在于,所述方法包括:
提取样本的基因组DNA;
以获得的所述基因组DNA作为所述模板DNA,采用所述试剂盒进行PCR扩增反应,得到PCR扩增产物;
对所述PCR扩增产物进行纯化,得到纯化的PCR扩增产物;
将所述纯化的PCR扩增产物作为模板,进行测序PCR扩增,得到测序PCR扩增产物;
将所述测序PCR扩增产物进行纯化;
将纯化后的所述测序PCR扩增产物测序分析,并与所述PDGFRA基因对应的野生型进行对比,判定所述样本中的所述PDGFRA基因是否发生突变。
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