CN105219881A - 一种定量检测ercc1-202的试剂盒及应用 - Google Patents
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Abstract
一种定量检测ERCC1-202的试剂盒及应用,包括ERCC1-202上下游引物、β-Actin内参的上下游引物、ERCC1-202探针和β-Actin探针。本发明通过构建ERCC1-202与内参β-Actin基因的标准质粒,分别按照标准曲线法对ERCC1-202及β-Actin进行绝对定量,进而实现ERCC1-202相对定量,可为肿瘤病人用药提供参考依据。本发明可以特异性检测ERCC1基因的202亚型mRNA的表达量,不受其他亚型干扰,具有特异性强、敏感性高、结果稳定等优点。
Description
技术领域
本发明属于肿瘤基因检测技术领域,具体包括ERCC1-202亚型mRNA进行快速检测的PCR引物、探针及其检测方法。
背景技术
恶性肿瘤是人类的头号杀手,为攻克肿瘤人类付出了不懈的努力,也发明了大量的抗肿瘤药物。然而,肿瘤耐药性的出现使抗肿瘤药物的疗效大打折扣。所以,目前的困境是面对一种恶性肿瘤,我们不知道该选择哪一种抗肿瘤药物,也不知道某一个病人究竟对哪些药物敏感,对哪些药物耐药。
分子生物学的发展给这个难题提供了可能的解决方案。研究发现某些基因与抗肿瘤药物的疗效有关,其中最重要的是肿瘤耐药基因。研究发现切除修复交叉互补基因(ERCC1)表达的高低与铂类耐药性成正相关,因此ERCC1基因可以指导临床用药。最新的研究显示ERCC1拥有4个亚型:201-204,而只有其中的202亚型与铂类耐药有关。所以检测ERCC1-202可以更精确的反应药物的耐药性,然而这四种亚型高度同源,目前尚无合适的抗体可以将202亚型从其他三个亚型中区分开来,在mRNA水平上,202亚型与其他三种亚型区别也很小,至今尚无有效的可以单独检测202亚型的方法。
发明内容
解决的技术问题:本发明提供一种定量检测ERCC1-202的试剂盒及应用,通过延长扩增片段并针对ERCC1-202保守序列设计TaqMan探针,结合β-Actin基因作为参照,从而实现了对新鲜肿瘤组织ERCC1-202的相对定量检测,可为肺癌、乳腺癌、胃癌、结肠癌等肿瘤病人使用铂类化疗药物提供依据。
技术方案:一种定量检测ERCC1-202的试剂盒,包括:
ERCC1-202上游引物5'-GGCAAAATCCAACAGCATCAT-3';
ERCC1-202下游引物5'-GCTCGTGCAGGACATCAAACA-3';
β-Actin内参的上游引物5'-ATCCTCACCCTGAAGTACCC-3';
β-Actin内参的下游引物5'-ACGCAGCTCATTGTAGAAGG-3';
ERCC1-202探针5'-F-CAAATGTGGTCAGGAGGGTCT-Q-3';
β-Actin探针5'-F-CAGATTTTCTCCATGTCGTCCCA-Q-3';
其中F为报告荧光基团,Q为淬灭荧光基团。
所述报告荧光基团为FAM、TAMRA、JOE、HEX或TET;所述淬灭荧光基团为BHQ或MGB。
所述定量检测ERCC1-202的试剂盒的应用,利用引物和探针分别对标准品及待检检测样品进行荧光定量PCR扩增,扩增过程中收集荧光信号,PCR扩增体系包括Taq酶、Buffer、dNTP、ERCC1-202上下游引物、ERCC1-202探针、β-Actin上下游引物、β-Actin探针、cDNA模版以及双蒸水;PCR扩增程序是95℃2min;95℃30sec,56℃50sec,循环40次。
PCR检测的标准品包括含有ERCC1-202质粒标准品和含有β-Actin基因的质粒标准品;待检检测样品为从肿瘤组织中抽提的总RNA经反转录获得的cDNA。
待检检测样品来源包括新鲜手术病理切片、肺部穿刺活检标本、内镜活检标本、胸水脱落细胞、腹水脱落细胞或体外培养细胞。
本发明原理:根据ERCC1mRNA的四种亚型mRNA序列的差异,设计并筛选出能够用于荧光定量PCR检测ERCC1-202的扩增引物和TaqMan探针,设计并构建ERCC1-202标准质粒及β-Actin内参的标准质粒,分别建立ERCC1-202标准曲线和β-Actin标准曲线,不断优化PCR的反应体系,使以ERCC1-202标准质粒为模版的PCR扩增效率与以β-Actin标准质粒为模版的PCR扩增效率一致,进而使用双标准曲线法分别计算出ERCC1-202及β-Actin的拷贝数。本法具有特异性强、灵敏度高和重复性好的优点,弥补了现有技术在检测ERCC1基因202亚型方面的空白,具有较高的实用价值。
试验方法及具体过程如下:
首先获取新鲜组织样本0.2g左右,放入SampleProtectorforRNA/DNA保存液中4℃保存。在病理科医师确诊为恶性肿瘤后,使用Trizol法提取样品的总RNA。通过核酸蛋白测定仪测定260nm和280nm光密度值计算RNA的纯度和浓度。反转录成cDNA,然后配制PCR反应液进行荧光定量PCR。
PCR扩增程序是:95℃2min,95℃30s,56℃50sec,循环40次。
反应结束后从荧光定量PCR仪中读取Ct值,根据ERCC1-202和β-Actin标准曲线分别计算出ERCC1-202及β-Actin含量,并计算出ERCC1-202/β-Actin,即为ERCC1-202的相对含量。
有益效果:
(1)本方法通过与内参基因表达对比实现相对定量,因而可用于比较不同病例之间的ERCC1-202表达的高低,为肿瘤病人用药提供参考依据。
(2)本方法可以特异性检测ERCC1基因的202亚型mRNA的表达量,不受其他亚型干扰。
(3)本方法特异性强、敏感性高、结果稳定等优点,具有广泛的临床应用前景和巨大的商业价值。
附图说明
图1为实施例1中分别以含有ERCC1基因四种亚型的质粒为模版进行PCR后的扩增图,只有ERCC1-202可以扩增,其它三种亚型均在一条直线上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述,但不限制本发明的保护范围和应用范围。以下实施例中用到实验试剂如无特殊说明,均可通过商业手段获得。实施例中用到的相关实验材料、试剂、仪器如下:
(1)实验材料
含有ERCC1基因四种亚型的pEGFP-C1重组质粒、含有β-Actin基因的pGH重组质粒均由上海捷瑞生物工程有限公司构建,保存于东南大学附属中大医院检验科实验室。人非小细胞肺癌细胞株A549细胞及耐药的A549细胞购自上海拜力生物科技有限公司,细胞来源为美国ATCC细胞库。
(2)试剂与仪器
TakaRaTaqTM试剂盒及SampleProtectorforRNA/DNA保存液购自宝生物(大连)工程有限公司。CFX96型实时PCR仪为BioRad公司产品。
实施例1:验证本方法对ERCC1-202的特异性
1.设计引物和探针
针对ERCC1-202基因以及β-Actin基因,设计了用于多重荧光定量PCR检测的扩增引物和TaqMan探针,分别使用FAM、HEX、TET等基团作为探针的发光基团F,以MGB等基团作为探针的淬灭基团Q,以对应于荧光定量PCR仪的不同波长同时检测。引物和探针序列如表1所示。引物及修饰基团由上海捷瑞生物工程有限公司合成。
表1检测ERCC1-202荧光定量PCR的引物和探针序列
2.构建质粒标准品
查询ERCC1基因四种亚型201、202、203、204核酸序列并合成该序列,经酶切连接到质粒pEGFP-C1中,并转化到XL10-GOLD感受态细胞中,涂布于LB/Kan+平板上,37℃培养,24小时后挑选单菌落扩增培养,并应用15%甘油保存菌种。分别取上述四种菌种各5μL,分别加入含有卡那霉素的5mLLB液态培养基中,37℃过夜培养,用质粒抽提试剂盒提取质粒,经紫外分光光度计测定质粒的光吸收值(OD260),计算出摩尔浓度。根据公式换算成拷贝数:每μL样品中检测基因的拷贝数=浓度(ng/μL)×阿佛加德罗常数×10-9/(660×重组质粒碱基数)。将上述质粒于-20℃保存,使用前稀释。
3.优化荧光定量PCR的反应体系
通过反复试验,优化荧光定量PCR的反应体系,确定采用的PCR反应体系为总体积25μL,质粒标准品5μL,用双蒸水补至25μL。以双蒸水作10倍系列稀释成5个梯度,使其浓度依次为106拷贝/μL、105拷贝/μL、104拷贝/μL、103拷贝/μL、102拷贝/μL阴性对照内加入灭菌双蒸水。经过反复试验得到最佳反应条件,如表2所示。最佳反应程序为:95℃2min;95℃30sec,56℃50sec,40个循环。
表2检测ERCC1-202的荧光定量PCR反应体系
反应体系组分 | 用量(μL) |
TakaRa Taq酶 | 0.2 |
10×PCR Buffer | 2.5 |
dNTP | 1.6 |
ERCC1-202上游引物 | 0.5 |
ERCC1-202下游引物 | 0.5 |
ERCC1-202探针 | 0.4 |
模版 | 5 |
ddH2O | 14.3 |
总体积 | 25 |
本实施例中用到的ERCC1-202引物对的上游引物序列为5'-GGCAAAATCCAACAGCATCAT-3',下游引物序列为5'-GCTCGTGCAGGACATCAAACA-3';ERCC1-202探针为5'-FAM-CAAATGTGGTCAGGAGGGTCT-MGB-3';
分别以上述10倍稀释的含有四种ERCC1亚型的质粒为模版,结果如图1所示只有当模版为202亚型质粒时PCR才能正常扩增,其余三组均不扩增。本结果证实了本发明对ERCC1-202特异性高,与其他三种亚型无非特异性结合。
实施例2验证本方法不受其他亚型干扰
使用实施例1中的方法得到的ERCC1-202质粒,给予10倍稀释,使其浓度依次为106拷贝/μL、105拷贝/μL、104拷贝/μL、103拷贝/μL、102拷贝/μL。另外取少量pEGFP-C1-ERCC1-201质粒、pEGFP-C1-ERCC1-203质粒、pEGFP-C1-ERCC1-204质粒分别稀释到105拷贝/μL。按照表2的反应体系上样。
PCR程序:95℃2min;95℃30sec,56℃50sec,40个循环。
本实施例中用到的ERCC1-202引物对的上游引物序列为5'-GGCAAAATCCAACAGCATCAT-3',下游引物序列为5'-GCTCGTGCAGGACATCAAACA-3';ERCC1-202探针为5'-FAM-CAAATGTGGTCAGGAGGGTCT-MGB-3';反应体系中的模板分别为pEGFP-C1-ERCC1-202+ddH2O、pEGFP-C1-ERCC1-202+pEGFP-C1-ERCC1-201、pEGFP-C1-ERCC1-202+pEGFP-C1-ERCC1-203、pEGFP-C1-ERCC1-202+pEGFP-C1-ERCC1-204。
结果显示只有加入各组之间扩增无明显差异。本结果证实了本发明对ERCC1-202特异性高,不受其他三种亚型的干扰。
实施例3检测肺癌细胞的ERCC1-202表达量
1.细胞培养:检测样品分别为人非小细胞肺癌细胞株A549细胞(细胞来自美国菌种保藏中心)的cDNA及耐顺铂的A549细胞(即A549/DDP)的cDNA。每天观看细胞生长状况,若培养基颜色变黄,做如下处理:吸去旧培养基用3mL左右的PBS冲洗细胞一次,轻轻摇晃后吸掉PBS,吸取1640培养基5mL于T25瓶中,轻轻摇匀,继续培养于37℃,5%CO2培养箱中(一般1~2天更换一次培养液);观察细胞生长状况,若细胞长满90%~100%,做如下处理:吸去旧培养基,用3mL左右PBS冲洗培养瓶中,轻轻摇晃后吸掉PBS,加入1mL胰酶,放入37℃,5%CO2培养箱中消化2~3min,待细胞变圆,触角消失,镜下观察后,稍用力敲击瓶皿,使细胞脱落。吸取1mL1640培养基(含胎牛血清)终止消化,并吹打,吹散细胞,将所有细胞悬液于离心管中,封口后放入离心机中,1200rpm/3min离心结束后弃上清,最后在上述细胞沉淀中加入1mLRNALater,并重悬,于-80℃保存。
2.提取总RNA:使用Trizol法分别提取A549/DDP及A549细胞总RNA。通过核酸蛋白测定仪测定260nm和280nm处光密度值计算RNA的纯度和浓度。
3.反转录PCR:统一总RNA起始量为2μg,通过计算得出每个样本反转录所需RNA的加样量并按照如下反应体系加样。
TakaRaPrimeScriptRTEnzymeMixI0.5μL
5×PrimeScriptBuffer(forrealtime)2.0μL
OligodTPrimer(50μM)0.5μL
Random6mers(100μM)2μL
TotalRNA
RnaseFreedH2O补充体系至10μL。
表3检测ERCC1-202的荧光定量PCR反应体系
反应体系组分 | 用量(μL) |
TakaRa Taq酶 | 0.2 |
10×PCR Buffer | 2.5 |
dNTP | 1.6 |
ERCC1-202上游引物 | 0.5 |
ERCC1-202下游引物 | 0.5 |
ERCC1-202探针 | 0.4 |
β-Actin上游引物 | 0.5 |
β-Actin下游引物 | 0.5 |
β-Actin探针 | 0.4 |
模版 | 2μg |
ddH2O | 加至总体积25μL |
本实施例中用到的ERCC1-202引物对的上游引物序列为5'-GGCAAAATCCAACAGCATCAT-3',下游引物序列为5'-GCTCGTGCAGGACATCAAACA-3';β-Actin的上游引物核苷酸序列为5'-ATCCTCACCCTGAAGTACCC-3',下游引物核苷酸序列为5'-ACGCAGCTCATTGTAGAAGG-3';ERCC1-202探针为5'-FAM-CAAATGTGGTCAGGAGGGTCT-MGB-3';所述β-Actin探针为5'-TET-CAGATTTTCTCCATGTCGTCCCA-MGB-3'。同时使用实施例1中的方法10倍稀释ERCC1-202和β-Actin的标准质粒,作为PCR反应的模版。
PCR反应体系如表3所示,PCR程序:95℃2min;95℃30sec,56℃50sec,40个循环。采用荧光定量PCR仪自带的荧光信号分析软件分析样品,进行2批次试验,每批设三个复孔。结果如表4所示。
表4各批次A549细胞及A549/DDP细胞的Real-timePCR结果
从表中可以看出,对顺铂耐药的A549细胞的ERCC1-202表达量较不耐药组明显升高,重复试验的基因拷贝数相对标准偏差为7.4%~12.1%,说明本方法具有重复性好、结果稳定等优点。
SEQUENCELISTING
<110>东南大学
<120>一种定量检测ERCC1-202的试剂盒及应用
<130>
<160>6
<170>PatentInversion3.3
<210>1
<211>21
<212>DNA
<213>人工序列
<400>1
ggcaaaatccaacagcatcat21
<210>2
<211>21
<212>DNA
<213>人工序列
<400>2
gctcgtgcaggacatcaaaca21
<210>3
<211>20
<212>DNA
<213>人工序列
<400>3
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<210>4
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<212>DNA
<213>人工序列
<400>4
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<210>5
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<212>DNA
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<400>5
caaatgtggtcaggagggtct21
<210>6
<211>23
<212>DNA
<213>人工序列
<400>6
cagattttctccatgtcgtccca23
Claims (5)
1.一种定量检测ERCC1-202的试剂盒,其特征在于包括:
ERCC1-202上游引物5'-GGCAAAATCCAACAGCATCAT-3';
ERCC1-202下游引物5'-GCTCGTGCAGGACATCAAACA-3';
β-Actin内参的上游引物5'-ATCCTCACCCTGAAGTACCC-3';
β-Actin内参的下游引物5'-ACGCAGCTCATTGTAGAAGG-3';
ERCC1-202探针5'-F-CAAATGTGGTCAGGAGGGTCT-Q-3';
β-Actin探针5'-F-CAGATTTTCTCCATGTCGTCCCA-Q-3';
其中F为报告荧光基团,Q为淬灭荧光基团。
2.根据权利要求1所述定量检测ERCC1-202的试剂盒,其特征在于所述报告荧光基团为FAM、TAMRA、JOE、HEX或TET;所述淬灭荧光基团为BHQ或MGB。
3.权利要求1所述定量检测ERCC1-202的试剂盒的应用,其特征在于利用引物和探针分别对标准品及待检检测样品进行荧光定量PCR扩增,扩增过程中收集荧光信号,PCR扩增体系包括Taq酶、Buffer、dNTP、ERCC1-202上下游引物、ERCC1-202探针、β-Actin上下游引物、β-Actin探针、cDNA模版以及双蒸水;PCR扩增程序是95℃2min;95℃30sec,56℃50sec,循环40次。
4.根据权利要求3所述定量检测ERCC1-202的试剂盒的应用,其特征在于PCR检测的标准品包括含有ERCC1-202质粒标准品和含有β-Actin基因的质粒标准品;待检检测样品为从肿瘤组织中抽提的总RNA经反转录获得的cDNA。
5.根据权利要求4所述定量检测ERCC1-202的试剂盒的应用,其特征在于待检检测样品来源包括新鲜手术病理切片、肺部穿刺活检标本、内镜活检标本、胸水脱落细胞、腹水脱落细胞或体外培养细胞。
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