CN105648088A - 一种ad或mci检测标志物及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种AD或MCI检测标志物及其检测方法,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA包括hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p。本发明血清采集快速简单,与脑脊液取样相比创伤性小,安全性高,与PET等影像学手段相比,对患者无放射性损伤。本发明采用miRCURYTM?LNA?Array基因芯片及miRNA检测新技术S-Poly(T)法结合,提高了方法的准确性和灵敏度。此外,检测miRNA表达量变化与量表检测及影像学诊断相比,具有定量检测的优点,人为主观性降低,更为准确。
Description
技术领域
本发明涉及疾病检测技术领域,尤其涉及一种AD或MCI检测标志物及其检测方法。
背景技术
阿尔茨海默病(AD)是一种退行性脑病变疾病,临床上以智能损害为主。多发病于老年期,病程进展缓慢,晚期病情具有不可逆性。随着我国人口老龄化,AD发病率有逐年增加的趋势。严重的认知功能衰退和语言能力障碍等导致AD患者交流困难、生活不能自理,给患者造成痛苦,同时也给家庭和社会带来沉重的负担,成为一个严重的社会问题,引起了世界各国政府和医学界的普遍关注。因此,寻找一种快速、有效的AD早期诊断方法,对疾病的防治意义重大。
目前,用于临床诊断AD的方法仅局限于量表得分检测和MRI、PET等影像学检测手段和脑脊液中生物标记物的检测。量表诊断受人为因素影响较大、准确性差;影像学检测费用昂贵,社区小医院无条件检测;脑脊液样品获取具有创伤性,取样困难,病人及家属多不愿配合。因此,目前尚无灵敏、特异、准确的用于从外周血中进行AD早期诊断的生物标记物。
MicroRNA(miRNA)是一类内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,它们在动植物中参与转录后基因表达调控,调节生物体生长、发育和凋亡等过程。每个miRNA可以有多个靶基因,而几个miRNA也可以调节同一个基因。这种复杂的调节网络既可以通过一个miRNA来调控多个基因的表达,也可以通过几个miRNA的组合来精细调控某个基因的表达。在医学研究领域,miRNA参与调控多种疾病的发生和发展进程,同时,miRNA基于其调控机制,也有望成为疾病诊断的新生物学标记物。在诊断方面,miRNA作为肿瘤、心脏病、糖尿病等疾病诊断的生物学标志物的研究已有报道。
在结直肠癌患者的血清中miR-92水平显著提高,可作为该癌症筛选的一种非损伤性分子标志物。在脓毒症患者血清中miR-146a和miR-223显著降低。miR-423-5p可以作为心脏病的诊断标志物。然而,AD患者血清中的miRNA水平变化及作为生物标记物的报道,目前尚缺乏。且目前现有技术中尚无灵敏、特异、准确的用于从外周血中进行轻度认知障碍(MCI)诊断的生物标记物。
因此,现有技术有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种AD或MCI检测标志物及其检测方法,旨在解决现有技术中尚无灵敏、特异、准确的用于从外周血中进行AD或MCI诊断的生物标记物的问题。
本发明的技术方案如下:
一种AD或MCI检测标志物,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA包括hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p。
所述AD或MCI检测标志物,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-150-5p。
所述AD或MCI检测标志物,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p和hsa-miR-15a-5p中的任意两种或多种。
所述AD或MCI检测标志物,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-150-5p与以下五种hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p中任意两种或多种形成的miRNA组合。
一种基于如上任一所述AD或MCI标志物的检测方法,其中,采集血清,采用miRCURYTMLNAArray基因芯片方法或Q-PCR方法确定血清中是否存在如上任一所述的血清miRNA。
所述AD或MCI标志物的检测方法,其中,确定血清中存在所述血清miRNA后还包括:采用miRNA检测新技术S-Poly(T)法对血清miRNA进行逐个检测,确定检测到的血清miRNA的表达量变化。
有益效果:本发明确定了可用于诊断AD或MCI的血清miRNA检测标志物,作为明确的AD或MCI诊断的生化检测指标,采用基因芯片、Q-PCR和S-Poly(T)等方法,定量检测上述血清miRNA水平在AD或MCI患者中的变化。该检测结果较为客观、定量、准确地反映AD或MCI病理发展状况。
附图说明
图1为采用miRCURYTMLNAArray基因芯片进行microRNA表达谱差异分析,检测到的所有在AD/MCI患者与健康对照者之间差异表达的miRNA的聚类分析示意图。
图1.1~1.16为18个候选miRNA中获得的16个miRNA的相对表达量示意图,其中两个miRNA未检测出。
图2.1~2.10为大样本量(AD患者和健康对照者的样本量分别为n患者=17;n对照=18)验证在AD或MCI与健康对照者之间可能存在差异表达的miRNA的相对表达量示意图。
具体实施方式
本发明提供一种AD或MCI检测标志物及其检测方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供一种AD或MCI检测标志物,其中,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA包括hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p。上述hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p的各种组合可作为AD或MCI检测标志物。
优选地,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA可以为hsa-miR-150-5p。本发明中该hsa-miR-150-5p即可作为AD或MCI检测标志物,采用该hsa-miR-150-5p即可实现对AD或MCI的诊断。
优选地,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA可以为hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p和hsa-miR-15a-5p中的任意两种或多种。本发明上述hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p和hsa-miR-15a-5p中的任意两种或多种可作为AD或MCI检测标志物,实现对AD或MCI的诊断。
优选地,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-150-5p与以下五种hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p中任意两种或多种的组合。本发明上述hsa-miR-150-5p与以下五种hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p中任意两种或多种形式组合,可作为AD或MCI检测标志物,实现对AD或MCI的诊断。
本发明还提供一种基于如上所述AD或MCI检测标志物的检测方法,其中,采集血清,采集血清,采用miRCURYTMLNAArray基因芯片方法或Q-PCR方法确定血清中是否存在如上任一所述的血清miRNA。即采用miRCURYTMLNAArray基因芯片进行miRNA表达水平检测,或采用Q-PCR方法进行血清中上述miRNA水平检测。本发明仅限于血清中的miRNA,采用miRCURYTMLNAArraymiRNA基因芯片方法或Q-PCR方法,检测血清中是否存在上述所述的血清miRNA。若检测到血清中存在上述miRNA时,则诊断为AD或MCI患者,反之正常。本发明通过基因芯片与Q-PCR技术,检测血清中是否存在上述差异表达的6个血清miRNA,将这6个血清miRNA中的两种或两种以上以组合作为AD或MCI检测标志物,用于临床诊断,可极大提高诊断特异性和准确性。本发明中血清的采集快速简单,与脑脊液取样相比创伤性小、安全性高。与AD的影像学检测方法如PET检测相比,对患者无毒副作用,且具有定量检测的效果。
本发明还提供一种基于如上所述AD或MCI检测标志物的检测方法,其中,采用miRNA检测新技术S-Poly(T)法对上述血清miRNA进行逐个检测,确定上述血清miRNA的表达量变化,以进一步提高AD或MCI诊断准确性。
本发明检测AD或MCI血清miRNA的表达量变化,与目前临床使用的量表检测及影像学诊断相比,人为主观性降低,更为准确,而且具有定量检测的效果。
下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
分别采集AD患者血清及其同龄正常人血清,然后采用miRCURYTMLNAArray基因芯片对AD患者血清及其同龄正常人血清进行miRNA表达谱的检测和比对分析。结果获得差异表达倍数≥2.0的miRNA有92个,其中包括66个表达量下调miRNA和26个表达量上调miRNA。从上述92个差异表达miRNA中选取18个变化倍数较明显的miRNA进一步采用Q-PCR的方法对单个血清样本进行逐个验证。根据验证结果选取5个差异表达miRNA及5个已报道的在AD或MCI患者中有差异表达的miRNA采用miRNA检测新技术S-Poly(T)法进行大量血清样本验证,根据各个miRNA在血清中的表达量变化进行诊断。
本发明对患者血清中差异表达的miRNA进行筛选和验证,并获得能作为AD或MCI血清样本检测的标志物。其优点在于:一、血清采集快速简单,与脑脊液取样相比创伤性小,安全性高,与PET相比对患者无需服用放射性示踪剂,与MRI相比,设备需求简易;二、采用miRCURYTMLNA基因芯片、Q-PCR和S-Poly(T)法新技术定量检测miRNA表达水平变化,提高了miRNA筛选的准确性和灵敏度,确定了定量检测AD或MCI的血清miRNA标志物和检测方法;三、检测miRNA表达量变化与量表检测及影像学诊断相比,人为主观性降低,具有定量检测的优点,方法更为准确。在AD或MCI与健康对照者之间差异表达的miRNA见表1.1和表1.2。
获取差异表达miRNA的方法如下:
初筛:通过miRCURYTMLNAArray基因芯片对混合血清中全部人的miRNA进行检测,获得表达差异显著的miRNA作为候选标志物。
根据MMSE量表、影像学资料及临床诊断将样本分为AD或MCI组和正常对照组。
单个验证:通过改进荧光定量PCR(S-Poly(T))法测定单个血清样本中候选miRNA的含量,筛选出可作为AD或MCI检测的miRNA标志物。
大样本验证:收集大样本血清采用S-Poly(T)法对候选miRNA逐个验证,获得差异表达显著的miRNA。
确定标志物:可用于检测AD或MCI的miRNA标志物及其组合(hsa-miR-150-5p、hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p)。
获取差异表达miRNA的具体步骤如下:
初筛:本发明初筛采用miRCURYTMLNAArray基因芯片进行差异表达谱检测与分析。该芯片是第七代miRCURYLNA阵列(v.18.0)(Exiqon),包含3100捕获探针,涵盖miRBase18.0数据库注明的所有人类、小鼠和大鼠的miRNA,以及与这些物种相关的所有病毒的miRNA。此外,该数据库包含25个人类miRNA的miRPlusTM捕获探针。
一、RNA提取
根据制造商的说明书提取总RNA,有效地回收所有RNA种类,分离miRNA。RNA的质量和数量用NanoDropND-1000分光光度计(NanoDropTechnologies)测得。
二、RNA标记
从样品中分离RNA后,采用miRCURYTMHy3TM/Hy5TM标记试剂盒(Exiqon,丹麦),按说明书标记miRNA。每个样品用1μgHy3TM荧光标记3′-末端,用T4RNA连接酶通过以下程序连接:RNA溶于1μLCIP1.0缓冲液和CIP(Exiqon)混合的2μl体系中,将混合物37℃温育30min,并在95℃终止温育5min。然后将3μl标记缓冲液、1.5μl荧光标记的(Hy3TM)、2.0μl的DMSO,2.0μl标记酶加入到混合物中。标记反应物16℃、温育1h,在65℃下终止孵育15min。
三、芯片杂交
停止标记后,将Hy3TM标记的样品根据阵列手工杂交到miRCURYTMLNA芯片(v.18.0)(Exiqon)上。将含25μl杂交缓冲液的Hy3TM标记的样品混合物进行第一次变性(95℃,2min)。在冰上温育2min,然后杂交到微阵列(56℃、16-20h)在12-bay杂交系统(NimbleGen,美国)上进行杂交,。杂交后,用洗涤缓冲液试剂盒(Exiqon)洗涤,离心(400rpm)干燥5min。最后用AxonGenePix4000B芯片扫描仪(Axon)扫描。
四、数据分析
扫描图像,然后导入GenePixPro的6.0软件(Axon公司)进行网格对齐和数据提取。求扩增得到的miRNA的平均值,计算在所有样品中miRNA荧光强度>=30的归一化因子。使用中值正常化表达数据标准化。标准化后,差异表达的miRNA通过倍数变化进行筛选鉴定。使用MEV软件(V4.8,TIGR)进行分层聚类。
芯片检测结果如下:
表1.1、miRCURYTMLNAArray检测的AD(或MCI)与健康对照者的相比表达水平上调的miRNA(上调倍数大于2.0)
表1.2miRCURYTMLNAArray检测的AD(或MCI)与健康对照者相比表达水平下调的miRNA(下调倍数大于2.0)
由芯片结果分析,选取其中18个差异表达较明显的miRNA进一步进行单个血清样本验证,验证结果如表2。
表2、从芯片初筛结果中选取的差异表达明显的候选miRNA
单个验证:
单个验证采用改良Q-PCR方法(S-Poly(T)法)对初筛中收集的6个AD患者血清及其同龄对照组血清进行逐个验证。
一、总RNA提取
用S/PRNAisokit(内参为cel-miR-54-5p)提取12个血清样本的总RNA并各提取200μl,然后把同一个样本的两份总RNA混合。
二、miRNA表达检测
1、RT-PCR反应体系见表3。
表3、RT-PCR反应体系
先将4×反应预混缓冲液、血清总RNA、(PolyA+RT)酶混合物和RNase-free水配成9μl/T的混合物;
将以上混合物等量分为18管,将1μl的RT引物混合物分别加进这18管,混匀后进行逆转录反应。
2、RT-PCR反应条件见表4。
表4、RT-PCR反应条件
3、Q-PCR反应体系见表5。
表5、Q-PCR反应体系
组成 | 体积(μl) |
5×qPCR探针混合物 | 4 |
SM-Taq聚合酶 | 0.5 |
特异前引物(10μM) | 0.4 |
普通后引物(10μM) | 0.4 |
探针 | 0.5 |
已稀释的cDNA | 8 |
dH2O | 6.2 |
总体积(μl) | 20 |
(1)逆转录的cDNA用RNase-free水稀释16倍,Q-PCR的每个反应cDNA的加入体积相应提高16倍,保证在稀释和不稀释cDNA时每个反应中的cDNA量相同;
(2)每个96孔板可检测12个样本的4个miRNA,每个反应做两个复孔;
(3)考虑到加液和移液误差,母液配制时需多配的量(%):20个反应一下多配10%;20~50个反应多配15%,>50个反应多配20%。96个反应可配置116个反应的量;
(4)按以上体系,先配置116个反应的母液量(除cDNA和F引物);
(5)各取27×11.6=313.2μl的母液到4个新的EP管中;
(6)各取对应的F-primer10.8μl,分别加入4个EP管中,混匀;
(7)再将4个EP管中的试剂分别加入96孔板中对应的24个孔位,每孔12μl;
(8)将稀释好的cDNA混匀,用排枪加入对应的cDNA8μl。
4、Q-PCR反应条件见表6。
表6、Q-PCR反应条件
三、数据分析,得到miRNA的相对表达量
1、去除Ct值>35的值,剩余的复孔取平均值(AVG);
2、计算ΔCt值。ΔCt=AVG(检测的miRNA)-AVG(内参基因);
3、分别计算12个样本中这18个miRNA的相对表达量——2^-ΔCt值。
复筛结果:
在18个候选miRNA中有2个采用本方法未被检出,其余16个miRNA的检出结果如图1.1-1.16,其中miR-92b-5p在AD/MCI和对照者之间表达水平具有显著差异。
大样本量验证:
结合芯片结果、单个验证结果与文献报道,选取10个miRNA作为潜在的生物标志物进行大样本量验证,miRNA编号、序列如表7所示。验证方法采用S-Poly(T)法,对17个AD或MCI患者血清及18个同龄健康对照者血清进行miRNA检测。
表7、大样本验证AD或MCI潜在miRNA生物标志物
验证结果:
大样本验证差异表达miRNA结果如图2.1~2.10所示,获得6个差异表达miRNA,其中包括5个下调(hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p),1个上调(hsa-miR-150-5p)。
综上所述,本发明提供一种AD或MCI检测标志物及其检测方法,本发明所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA由hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p中的任意两种或多种组成。本发明上述血清miRNA作为AD或MCI检测标志物进行AD或MCI检测,其优点在于:一、血清采集快速简单,与脑脊液取样相比创伤性小,安全性高,与PET等影像学检测手段相比,对患者无毒性及放射损伤,且仪器设备简单;二、miRCURYTMLNAArray基因芯片与miRNA检测新技术S-Poly(T)法结合,提高miRNA检测的准确性和灵敏度;三、检测miRNA表达量变化与量表检测和影像学诊断相比,人为主观性降低,有定量检测数据,结果更为准确。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种AD或MCI检测标志物,其特征在于,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA包括hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p和hsa-miR-150-5p。
2.根据权利要求1所述AD或MCI检测标志物,其特征在于,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-150-5p。
3.根据权利要求1所述AD或MCI检测标志物,其特征在于,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p和hsa-miR-15a-5p中的任意两种或多种。
4.根据权利要求1所述AD或MCI检测标志物,其特征在于,所述AD或MCI检测标志物为血清miRNA,所述血清miRNA为hsa-miR-150-5p与以下五种hsa-miR-103a-3p、hsa-miR-15b-5p、hsa-let-7d-3p、hsa-let-7d-5p、hsa-miR-15a-5p中任意两种或多种形成的miRNA组合。
5.一种基于如权利要求1~4任一所述AD或MCI检测标志物的检测方法,其特征在于,采集血清,采用miRCURYTMLNAArray基因芯片方法或Q-PCR方法确定血清中是否存在如权利要求1~4任一所述的血清miRNA。
6.根据权利要求5所述AD或MCI检测标志物的检测方法,其特征在于,确定血清中存在所述血清miRNA后还包括:采用miRNA检测新技术S-Poly(T)法对血清miRNA进行逐个检测,确定检测到的血清miRNA的表达量变化。
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