CN108315395A - 一种snrpn基因启动子区甲基化的检测引物和检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种SNRPN基因启动子区甲基化的检测引物,包括正向引物和反向引物,其中正向引物核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,反向引物核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明还公开了利用所述引物进行SNRPN基因启动子区甲基化检测的检测系统,其包括提取模块、前处理模块、反应模块和分析模块。本发明提供的检测引物灵敏度高,特异性好,可准确检测出SNRPN基因启动子区的甲基化比例;本发明检测系统数据分析方法简便,直观可靠。

Description

一种SNRPN基因启动子区甲基化的检测引物和检测系统
技术领域
本发明属于基因检测技术领域,具体涉及一种SNRPN基因启动子区甲基化 的检测引物和检测系统。
背景技术
Prader Willi综合征(Prader-Labhar-Willi Syndrome,简称PW)又称张力减 退-智力减退-性腺功能减退与肥胖综合征,大部分为散发,少数为家族性。其是 父源染色体15qll.2-q12缺失所致,通常表现为生长发育迟缓,身材矮小,手足 小,智力低下,肌张力低下,群体发病率为1/15000。天使综合征(Angelman Syndrome,简称AS)又称愉快木偶综合征,是由基因缺陷引起,是母源15号 染色体q11-q13缺失所致。AS由母系单基因遗传缺陷所致。其特点为严重运动 障碍、智力低下,共济失调,肌张力低下,癫痫,语言障碍和以巨大下颌及张 口露舌以及一逗就哭为特征的特殊面容。
SNRPN(Small Nuclear Ribonucleoprotein Polypeptide N)基因编码的蛋白与Prader Willi综合征有重要的联系。SNRPN位于15q11.2,分析SNRPN等位基 因的甲基化差异可以判断15号染色体的遗传方式,即母系遗传还是父系遗传, 或者染色体缺失。
目前,甲基化的检测方法很多,包括甲基化特异性PCR,Northern印迹法、 Western印迹法和免疫细胞化学等,但这些检测方法成本高和检测时间长缺陷, 因此在临床推广应用时均存在一定的困难。甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分 析法(methylation-sensitive high-resolution melting,MS-HRM)方法是一种新的 定量检测甲基化的方法,它是基于亚硫酸盐对DNA进行修饰后具有不同的碱基 构成,导致甲基化和非甲基化模板扩增后的产物热稳定性不同而进行检测。但 针对MS-HRM的数据分析并没有一种公认的方法,目前结果分析大多采用标准 曲线法,结合标准品的特征熔解曲线和温度,用专门软件进行计算分析,从而 得出样本中的DNA甲基化比率。该方法增加了实验步骤和实验时间,且人为操 作因素可能会影响实验结果的准确性和可靠性。
发明内容
基于此,本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种 SNRPN基因启动子区甲基化的检测引物,其灵敏度高、特异性好。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种SNRPN基因启动子区甲 基化的检测引物,所述检测引物包括正向引物和反向引物,其中正向引物核苷 酸序列如SEQ IDNO.1所示,反向引物核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
SEQ ID NO.1:5’-AGGGAGTTGGGATTTTTGTATT-3’。
SEQ ID NO.2:5’-CCCCAAACTATCTCTTAAAAAAAAC-3’。
本发明还提供了所述检测引物在检测SNRPN基因启动子区甲基化中的用 途。
本发明还提供了一种SNRPN基因启动子区甲基化检测试剂盒,其包含所述 的检测引物。
本发明的另一目的,在于提供一种SNRPN基因启动子区甲基化检测系统。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种SNRPN基因启动子区甲 基化检测系统,包括提取模块、前处理模块、反应模块和分析模块;
所述提取模块用于提取待测样本的DNA;
所述前处理模块用于将提取模块获得的DNA进行亚硫酸盐转化;
所述反应模块利用所述检测引物对前处理模块获得的DNA进行SNRPN基 因启动子区甲基化水平检测;
所述分析模块用于对反应模块获得的信息进行分析和处理,得出检测结果。
优选地,所述反应模块中的检测方法为甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分 析法。
优选地,所述甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析法的检测体系包括: Type-itHRM PCR Kit、权利要求1所述检测引物和亚硫酸盐转化后的DNA模板; 检测程序如下:(1)PCR扩增阶段:95℃预变性5min;95℃变性30s;55℃退 火30s;72℃延伸10s,从第二步开始共进行40个循环;(2)高分辨率溶解曲 线阶段:以梯度升温的方式从从65℃梯度升温至99℃,同时实时收集荧光。
由于目的PCR产物具有较高的溶解温度,从65℃梯度升温至99℃,既能确 保检测的稳定性和准确度,又可使系统有效收集目的产物的荧光变化,更加特 异的区分其他非特异产物。
优选地,所述高分辨率溶解曲线阶段中先以1℃/s的速率从65℃梯度升温至 72℃,随后以0.1℃/s的速率从72℃梯度升温至99℃。
采用上述梯度升温程序,在保证检测结果准确稳定的前提下可提高检测效 率,降低检测成本。
优选地,所述分析模块采用熔解曲线方法进行数据分析,结果判读标准为: (1)Tm在79-80℃之间和84-85℃之间分别出现一个单峰,SNRPN基因启动子 甲基化比例为50%;(2)Tm在84-85℃之间出现一个单峰,SNRPN基因启动子 甲基化比例为>95%;(3)Tm在79-80℃出现一个单峰,SNRPN基因启动子甲 基化比例为<5%。
进一步的,上述结果判读标准的环境条件为:气压:79-102kPa;相对湿度: 10–75%;温度:18-30℃。
本发明还提供了所述检测系统在检测SNRPN基因启动子区甲基化比例中 的应用。
相对于现有技术,本发明的有益效果为:(1)本发明提供的检测引物灵敏 度高,特异性好,具有很好的准确性;(2)本发明提供的检测系统采用MS-HRM 法对SNRPN基因启动子区甲基化比例进行检测,操作简单,且数据分析方法简 便,直观可靠;(3)本发明高分辨率溶解曲线阶段采用梯度升温的方式,既能 确保检测的稳定性和准确度,又可使系统有效收集目的产物的荧光变化,更加 特异的区分其他非特异产物,同时在保证检测结果准确稳定的前提下可提高检 测效率,降低检测成本。
附图说明
图1为本发明检测系统示意图。
图2为SNRPN基因启动子区甲基化比例为100%、75%、50%、25%和0% 的梯度稀释样品HRM曲线图。
图3为本发明检测方法PW综合症、AS综合症和正常人的HRM曲线图。
图4为20ng、50ng、100ng、150ng和200ng DNA输入量时扩增曲线图和 HRM曲线图。
图5为SNRPN基因启动子区甲基化比例为100%、75%、50%、25%和0% 的梯度稀释样品的4个复孔检测HRM曲线图。
附图标记说明
10、检测系统;100、提取模块;110、前处理模块;120、反应模块;130、 分析模块。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对 本发明作进一步说明。
实施例1
本发明SNRPN基因启动子区甲基化检测试剂盒的一种实施例,主要包括以 下组分:(1)检测引物,所述检测引物包括正向引物和反向引物,其中正向引 物核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,反向引物核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示;(2)DNA提取试剂;(3)DNA亚硫酸盐转化试剂;(4)HRM PCR反应试剂; (4)质控品:阴性质控品(NEG)、阳性质控品A(AS)、阳性质控品B(PW)。
所述检测引物通过常规方式合成,按说明配制成母液,可利用ddH2O稀释 为5uM的工作浓度。
所述DNA提取试剂购于德国QIAGEN公司,货号为51106。
所述DNA亚硫酸盐转化试剂购于ZYMO Research公司,货号为D5005。
所述HRM PCR反应试剂通购于德国QIAGEN公司,货号为206546。
实施例2
如图1所示,本实施例在于提供一种SNRPN基因启动子区甲基化检测系统 10,包括提取模块100、前处理模块110、反应模块120和分析模块130。
所述提取模块100用于提取待测样本的DNA;
所述前处理模块110用于将提取模块获得的DNA进行亚硫酸盐转化;
所述反应模块120利用所述检测引物对前处理模块获得的DNA进行 SNRPN基因启动子区甲基化比例检测;
所述分析模块130用于对反应模块获得的信息进行分析和处理,得出检测 结果。
实施例3
本发明SNRPN基因启动子区甲基化检测方法的一种实施例,利用实施例1 所述试剂盒和实施例2所述检测系统进行检测,包括如下步骤:
(1)将患者血液样本加入提取模块100中,提取得到DNA;
(2)取200ng DNA进入前处理模块110中进行亚硫酸盐转化,将胞嘧啶转 化为尿嘧啶:A、按如下方法配制CT convertion reagent:加入900μl water、300 μl M-DilutionBuffer和50μl M-Dissolving Buffer到CT convertion reagent管,使 用摇摆式混匀器室温振荡10min,然后按表1所述配制反应体系,按表2所述 程序进行反应;B、加入600μl M-Binding Buffer到Zymo-SpinTMIC Column,然 后将已转化的DNA加入到该柱子中,吹打两次混匀;C、全速离心30s;换新 的收集管;D、加入100μl M-Wash Buffer(预先加入25ml 100%ethanol)到柱 子,全速离心30s;E、加入200μl M-Desulphonation Buffer到柱子,室温放置 20min;全速离心30s;F、加入200μl M-Wash Buffer到柱子,全速离心60s; 换新的收集管;G、重复9步骤;H、将柱子转移至1.5ml收集管,加入20ul M-Elution Buffer至膜中央,全速离心1min;I、Bisulfite处理后的bisDNA进行 标记,当天使用,可将洗脱液保存于4℃,否则保存于-20℃。
表1亚硫酸盐转化反应体系
组分 体积(μl)
DNA模板 20(200ng),不足则补水
CT convertion reagent 130
Total 150
表2亚硫酸盐转化反应程序
循环数 反应温度 反应时间
1 98℃ 10min
1 64℃ 3h
1 20℃ --
(3)取5μl经前处理模块110处理的bisDNA,在反应模块120中进行HRM PCR反应:按表3所示配制HRM PCR反应体系,向分装好PCR反应体系的四 联管中加入5.0μl亚硫酸转化后的DNA模板(bisDNA),按表4所示程序进行 PCR反应。
表3 HRM PCR反应体系
表4 HRM PCR反应程序
(4)分析模块130对检测结果进行分析处理:采用熔解曲线方法进行数据 分析,结果判读标准为:(1)Tm在79-80℃之间和84-85℃之间分别出现一个峰, SNRPN基因启动子甲基化比例为50%;(2)Tm在84-85℃之间出现一个单峰, SNRPN基因启动子甲基化比例为>95%;(3)Tm在79-80℃出现一个单峰, SNRPN基因启动子甲基化比例为<5%。
实施例4
本实施例研究本发明检测引物和检测方法的准确度。
本实施例从线性回归和不同方法间检测结果的符合率两方面来对准确度进 行研究。
一、梯度稀释样品的线性回归
线性回归代表检测值与真实值的符合程度,也代表检测值是否可接受的标 准。
1、实验方法
选取PW样本和AS样本各一例,分别代表SNRPN基因启动子区100%甲 基化和未甲基化,将两种样本按照一定比例混合得到SNRPN基因启动子区甲基 化比例为100%、75%、50%、25%和0%的梯度稀释样品,然后采用实施例3所 述方法对样品进行检测。
2、实验结果
样品检测结果如图2所示,由图2可知,HRM曲线呈梯度变化状态,与其 甲基化比例有较高的一致性。
二、不同方法间检测结果的符合率
本检测准确度的另一定义为本检测方法检测结果同其它方法及已知结果的 一致性。
1、实验方法
选取经焦磷酸测序法检测确认SNRPN启动子区甲基化比例的临床样本29 例,其中PW综合症有16例,AS综合症有3例,正常人有10例(Normal)。焦磷酸 测序法的判读标准是:PW综合症患者的SNRPN基因甲基化比例接近100%;天 使综合症患者的SNRPN基因甲基化比例约为5%;正常人群的SNRPN基因甲基化 比例接近50%。采用实施例3所述方法对29例样本进行检测,检测结果判读标准 如表5和图3所示。
表5本发明检测结果判读标准
2、实验结果
本发明检测方法对29例样本的检测结果如表6所示:
表6不同方法间检测结果的符合率
由上表中的检测结果可知,本发明检测引物和检测系统的检测结果与焦磷 酸测序法完全一致,所有结果均符合预期,准确度为100%。
实施例5
本实施例研究本发明检测引物和检测方法的灵敏度。
本实施例利用DNA输入量来评价本发明检测引物和检测系统的灵敏度。
1、检测方法
设置不同的浓度DNA样本,使DNA输入量分别为20ng、50ng、100ng、 150ng和200ng,利用实施例3所述方法对各样本进行检测。
2、实验结果
不同DNA输入量梯度稀释样品的扩增曲线和HRM曲线如图4所示。由检测 结果可知,当DNA输入量低至20ng时,SNRPN的扩增曲线明显减弱,HRM曲线 产生明显的偏差,因此,只要DNA输入量不低于20ng即可实现本发明。
实施例6
本实施例研究本发明检测引物和检测方法的特异性。
1、检测方法
本发明的分析特异性定义为阴性符合率。选取33例正常人样本(非PW或 AS综合征患者,默认为正常样本,SNRPN基因甲基化比例为50%),利用实施 例3所述方法对SNRPN基因甲基化比例进行检测。
2、实验结果
实验结果如表7所示:
表7本发明检测引物和检测方法的特异性检测结果
样本编号 样本类型 本发明方法 是否一致
30 Normal Normal
31 Normal Normal
32 Normal Normal
33 Normal Normal
34 Normal Normal
35 Normal Normal
36 Normal Normal
37 Normal Normal
38 Normal Normal
39 Normal Normal
40 Normal Normal
41 Normal Normal
42 Normal Normal
43 Normal Normal
44 Normal Normal
45 Normal Normal
46 Normal Normal
47 Normal Normal
48 Normal Normal
49 Normal Normal
50 Normal Normal
51 Normal Normal
52 Normal Normal
53 Normal Normal
54 Normal Normal
55 Normal Normal
56 Normal Normal
57 Normal Normal
58 Normal Normal
59 Normal Normal
60 Normal Normal
61 Normal Normal
62 Normal Normal
由上述结果可知,使用本发明检测方法对33例正常人样本的检测结果均显 示SNRPN甲基化比例正常为50%,为正常人样本,因此,本发明检测引物的特 异性为100%。
实施例7
本实施例研究本发明检测引物和检测方法的精密度。
本发明精密度定义为独立检测之间结果的相同程度,在本检测中表现为重 复性,包含批间精密度和批内精密度。
一、批间精密度
1、检测方法
两名技术人员分别于不同时间利用不同仪器对3例已知样本进行检测,检 测方法同实施例3。
2、实验结果
实验结果如表8所示:
表8批间精密度检测结果
样本编号 样本类型 技术员A 技术员B
63 PWS PWS PWS
64 Normal Normal Normal
65 PWS PWS PWS
二、批内精密度
批内精密度是指同一样本不同复孔间的结果差异,以同一样本的不同复孔 的HRM曲线的重合性表示。
1、检测方法
选取PWS样本和AS样本各一例,分别代表SNRPN基因启动子区100%甲 基化和未甲基化,将两种样本按照一定比例混合得到SNRPN基因启动子区甲基 化比例为100%、75%、50%、25%和0%的梯度稀释样品,然后采用实施例3所 述方法对样品进行检测,每个样品设置4个复孔。
2、实验结果
批内精密度实验结果如图5所示。由上述实验结果可知,各样品4个复孔 的HRM曲线高度集中,几乎完全重叠,说明本发明检测方法精密度高、重复性 好。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本 发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的 普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而 不脱离本发明技术方案的实质和范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 南京金域医学检验所有限公司
<120> 一种SNRPN基因启动子区甲基化的检测引物和检测系统
<130> 2018.2.5
<160> 2
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 1
agggagttgg gatttttgta tt 22
<210> 2
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工合成
<400> 2
ccccaaacta tctcttaaaa aaaac 25

Claims (10)

1.一种SNRPN基因启动子区甲基化的检测引物,其特征在于,所述检测引物包括正向引物和反向引物,其中正向引物核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,反向引物核苷酸序列如SEQID NO.2所示。
2.如权利要求1所述的检测引物在检测SNRPN基因启动子区甲基化中的用途。
3.一种SNRPN基因启动子区甲基化检测试剂盒,其特征在于,包含如权利要求1所述的检测引物。
4.一种SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,包括提取模块、前处理模块、反应模块和分析模块;
所述提取模块用于提取待测样本的DNA;
所述前处理模块用于将提取模块获得的DNA进行亚硫酸盐转化;
所述反应模块利用权利要求1所述检测引物对前处理模块获得的DNA进行SNRPN基因启动子区甲基化水平检测;
所述分析模块用于对反应模块获得的信息进行分析和处理,得出检测结果。
5.根据权利要求4所述的SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,所述反应模块中的检测方法为甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析法。
6.根据权利要求5所述的SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,所述甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析法的检测体系包括:Type-it HRM PCR Kit、权利要求1所述检测引物和亚硫酸盐转化后的DNA模板;检测程序如下:
(1)PCR扩增阶段:95℃预变性5min;95℃变性30s;55℃退火30s;72℃延伸10s;从第二步开始共进行40个循环;
(2)高分辨率溶解曲线阶段:以梯度升温的方式从65℃梯度升温至99℃,实时收集荧光。
7.根据权利要求6所述的SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,所述高分辨率溶解曲线阶段中先以1℃/s的速率从65℃梯度升温至72℃,再以0.1℃/s的速率从72℃梯度升温至99℃,实时收集荧光。
8.根据权利要求7所述的SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,所述分析模块中,根据所述反应模块获得的信息,与预定判读标准进行对比后获得检测结果。
9.根据权利要求8所述的SNRPN基因启动子区甲基化检测系统,其特征在于,所述分析模块采用熔解曲线方法进行数据分析,结果判读标准为:(1)Tm在79-80℃之间和84-85℃之间分别出现一个单峰,SNRPN基因启动子甲基化比例为50%;(2)Tm在84-85℃之间出现一个单峰,SNRPN基因启动子甲基化比例为>95%;(3)Tm在79-80℃出现一个单峰,SNRPN基因启动子甲基化比例为<5%。
10.根据权利要求4~9任一项所述的检测系统在检测SNRPN基因启动子区甲基化比例中的应用。
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