CN110387413B - lncRNA TRAM2作为青光眼诊断标志物中的应用 - Google Patents

lncRNA TRAM2作为青光眼诊断标志物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于青光眼早期诊断的标记物lncRNA,标记物为lncRNA TRAM2,研究表明lncRNA TRAM2在原发性青光眼患者的血浆以及血浆外泌体中表达上调,本发明提供了检测lncRNA TRAM2表达水平的产品在制备青光眼疾病诊断工具中的应用。

Description

lncRNA TRAM2作为青光眼诊断标志物中的应用
技术领域
本发明涉及分子诊断技术领域,具体涉及到lncRNA TRAM2制备青光眼疾病诊断工具中的应用。
背景技术
视觉作为人和动物最重要的感觉,至少有80%以上的外界信息经视觉获得。青光眼是全球第二位致盲性眼病和首位不可逆性致盲眼病,是因为病理性高眼压等各种原因导致视神经萎缩、视野缺损,最终导致失明的一种神经退行性病变。目前临床治疗以降低眼压和神经保护为主,但仍有约10%的患者最终失明,不能有效的控制视网膜神经节细胞(RGCs)进行性凋亡和促进损伤后修复再生是瓶颈所在。青光眼意味着不可逆性RGCs损伤的开始,可能会伴随患者终身,严重威胁着身心健康和生活质量。目前,中国40岁以上青光眼患者已超过940万,预计到2020年,中国将有2100万的青光眼患者,产生近630万盲人及超过1000万的视觉残障人士,严重威胁着人们的身心健康和生活质量,已成为重大公共卫生问题。而研究认为,因青光眼早期并无明显症状,临床诊断时30-50%的RGCs已丢失,这也表明了早期诊断的重要性。
lncRNA是一种大于200个核苷酸的非编码RNA,参与调控多种生理过程,如染色质修饰、转录激活和抑制、转录后调控以及作为LncRNA的诱导分子干扰基因的表达等。研究发现,LncRNA的表达或功能异常与人类疾病的发生密切相关。目前,越来越多的LncRNA被注释,但绝大多数的LncRNA功能仍不清楚,因此LncRNA的研究是一片非常广阔的未知领域,具有极大的研究价值。
外泌体是一种包含了复杂的RNA和蛋白质的直径约40-100nm的盘状囊泡。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体,广泛存在于各种体液中,包括:血清、血浆、细胞培养上清等。近年来的研究显示,外泌体作为一种细胞间的通讯分子,可参与诸多生理及病理过程。由于其本身对具有富集作用以及双层膜结构的保护作用,外泌体所携带的miRNA较循环miRNA更为稳定,因而外泌体来源RNA更有望在各种疾病早期筛查与诊疗方案指导、疗效评估及预后测评领域发挥作用,具有极高的临床应用价值和市场前景。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种用于青光眼早期诊断的lncRNA标记物,对青光眼的发病检测有重要意义。
为实现上述目的,本发明提供一种检测样品中lncRNA TRAM2表达水平的产品在制备青光眼疾病诊断工具中的应用,其中lncRNA TRAM2的序列如SEQ ID NO.1所示。
作为本发明的进一步改进,所述青光眼疾病的类别为原发性青光眼疾病。
作为本发明的进一步改进,所述原发性青光眼疾病包括原发性闭角型青光眼和原发性开角型青光眼,所述原发性闭眼型青光眼包括原发性急性闭角型青光眼和原发性慢性闭角型青光眼。
作为本发明的进一步改进,其中使用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2达水平的制剂,检测所述lncRNA TRAM2的表达水平。
作为本发明的进一步改进,用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2表达水平的制剂包括特异性扩增lncRNA TRAM2的引物。
作为本发明的进一步改进,用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2表达水平的特异性扩增lncRNA TRAM2的引物序列如SEQ ID NO.2-3所示:
F:5’-GCACGGACGATCAGTGAATG-3’
R:5’-CAATCATCCACCCTCTCCCC-3’
作为本发明的进一步改进,所述样品来源于血浆或血清或血浆外泌体或血清外泌体。
本发明发现相对于对照组(年龄相关性白内障),lncRNA TRAM2在原发性青光眼患者的血液分离出的外泌体中表达上调。提示lncRNA TRAM2是有助于青光眼诊断的生物标志物。本发明为青光眼诊断提供了强有力的分子生物学基础,具有深远的临床意义和推广性。
附图说明
图1a、b分别为POAG、PACG与Catara(对照组)对比血浆外泌体lncRNA基因差异表达分析火山图;
图2为韦恩图显示PACG与POAG差异血浆外泌体lncRNA;
图3为Control、PACG、AACG、CACG患者血浆外泌体中的lncRNA TRAM2表达量;
图4为LncRNA TRAM2的ROC曲线图;
图5为LncRNA TRAM2与青光眼患者眼压(IOP)相关性分析图;
图6为Control、PACG、AACG、CACG患者血浆中的总lncRNA TRAM2表达量;
图7为POAG、PACG、Catara样品的外泌体表面抗原的流式细胞仪分析结果图。
具体实施方式
下面将结合附图以及实施例对本发明做进一步的详述,而非限制本发明。
1.1实验组标本的准备:
收集的186例患者血样均来自于2017年4月至2018年3月间温州医科大学附属眼视光医院门诊或住院患者,其中原发性开角型青光眼62例,原发性闭角型青光眼124例。同期收集单纯性白内障对照组60例,受试者中排除了伴有全身性疾病、眼部患有其它疾病以及手术等病例。排除糖尿病、高血压等慢性疾病以及感染等伴有全身性疾病患者;排除眼部患有其它疾病或手术史患者。病例的情况如表1所示。下文中出现的简称分别表示:PACG:原发性闭角型青光眼,POAG:原发性开角型青光眼,Control为单纯性白内障,AACG为原发性急性闭角型青光眼;CACG为原发性慢性闭角型青光眼。
表1
Figure BDA0002131594100000041
(1)提取血浆:用EDTA抗凝管采集患者静脉血5ml,4℃静置30min,4℃2000×g离心10min后抽提上层黄色半透明血浆并分装至EP管中,保存于-80℃。
(2)分离外泌体:使用外泌体提取试剂盒(锐博生物Exosome Isolation Reagent)提取血浆外泌体,步骤均按照使用说明进行,如下:①将血浆样本取出,并置于冰上;②4℃,2000×g离心20min,以去除残留细胞及碎片;③转移上清至新管;④4℃,10000×g离心40min;⑤转移上清至新管;⑥加入1/3体积的外泌体提取试剂;⑦颠倒混合或移液器混合,直至完全混匀样本;⑧放入4℃冰箱静置30min;⑨4℃,15000×g离心2min;⑩弃上清,剩余液体即所得外泌体,保存于-80℃备用。
(3)外泌体的鉴定:
1)检测粒径和分布系数
对不同实验组分离的外泌体,通过使用ZETASIZER Nano series-Nano-ZS仪器分析样品POAG、PACG、Catara进行鉴定,得到的平均粒径以及粒径主峰在Exosome的粒径范围内,检测得到的粒子分布系数(PDI)在0.08-0.7之间,其中PDI是就、根据累积距法得到的分布系数是一个无量纲的值,代表粒子尺寸的分布,0.08-0.7代表适中分散度体系,是运算法则最佳适用范围,证明体系分散度适中,检测结果值置信度高。经分离样品的粒径中20nm-200nm范围占71.4%-79.6%,与Exosome的粒径分布吻合,其统计结果如下表,表2所示。
表2
Figure BDA0002131594100000051
2)检测外泌体的表面标记物
通过流式细胞仪检测Exosome的表面标记物,采用荧光标记的CD63和CD81抗体与细胞表面抗原结合,用流式细胞仪进行检测,根据所测定的荧光强度和阳性百分率即可知道相应抗原的密度和分布,其中阳性百分率通过使用BD accuri C6folw cytomenter仪器分析样品POAG、PACG、Catara中的CD63和CD81的表达情况,其结果如表3和图7所示,样品经过染色后Exosome呈阳性,其阳性率在70.3-83.0%。
表3
分组 样品 阴性比例(%) 阳性比例(%)
阴性对照 POAG 90.5 9.5
CD63 POAG 25.2 74.8
CD81 POAG 27.7 72.3
阴性对照 PACG 92.6 7.4
CD63 PACG 23.5 76.5
CD81 PACG 17.0 83.0
阴性对照 Catara 96.6 3.4
CD63 Catara 28.8 71.2
CD81 Catara 29.7 70.3
1.2差异表达lncRNA筛选
(1)青光眼患者以及对照组分别提取其血浆中外泌体总RNA,外泌体总RNA的提取方法如下:采用Omega Bio-Tek公司的
Figure BDA0002131594100000061
miRNA Kit试剂盒进行,向0.1ml外泌体沉淀中加入1ml RNA-Solv Reagentl混匀后室温孵育2-3min;加入0.2ml氯仿,混匀后冰上孵育10min;4℃,12000×g离心15min;提取80%上清液置于新管,加入1.5倍体积的无水乙醇,混匀;每次加不超过700μl的混合液于RNA结合柱,室温,12000×g离心1min;弃去管内液体,加入500μl洗涤缓冲液,室温,10000×g离心30s;弃去管内液体,室温,以最大速度离心2min,甩干结合柱;将DEPC水30μl滴于结合柱基质上,室温孵育5min后,以最大速度离心1min,所得液体即为外泌体总RNA,冻存于-80℃。
取2μl RNA溶液于紫外线分光光度计测量浓度与纯度。
(2)lncRNA表达差异分析:经Q5000仪器测量各管RNA浓度,进行建库并转录组测序,其测序通过测序平台:illumina Hiseq2500以及测序方式:SE50进行测序。
结果如图1所示:上述两种不同类型青光眼患者分别对比对照组,筛选差异lncRNAs,并进行韦恩图分析,其结果如图2所示,其中PACG、POAG二者共有差异lncRNAs有:586个;PACG独有差异lncRNAs有:1901个;POAG独有差异lncRNAs有:1132个。
1.3筛选出的目的lncRNAs实时定量PCR验证:
(1)lncRNAs实时定量PCR定量分析:筛选30名患者,参照上述RNA提取方法,提取其血浆中外泌体来源总RNA,对其中筛选出的目的lncRNAs实时定量PCR验证,具体步骤如下:
1)逆转录反应:Random Primer&Oligo(dT)(5μM)1μl,5X Reverse TranscriptionBuffer 2μl,RTase Mix 2μl,RNase-free water xμl,RAN Template xμl总反应体系10μl。混匀反应体系,42℃反应1小时,然后于72℃孵育10分钟。
2)qRT-PCR反应:Forward Primer 0.4μl,Reverse Primer 0.4μl,SYBR GreenⅠ2μl,Taq酶0.5μl,dNTP mix 1μl,PCR buffer 1μl,cDNA 1μl,DEPC水3.7μl,总反应体系10μl,反应条件:95℃10min;95℃2s,60℃20s,70℃10s,循环40次。
lncRNA TRAM2的正向和反向引物序列,如SEQ ID NO.2-3所示:
F:5’-GCACGGACGATCAGTGAATG-3’
R:5’-CAATCATCCACCCTCTCCCC-3’
数据分析:以λpoly A RNA为外参,对LncRNA表达量的进行标准化处理,
ΔCtLncRNA=CtLncRNA-CtλpolyA RNA,ΔΔCT=ΔCtLncRNA-ΔCt对照组,相对表达量RQ=2ΔΔCT,(15<CT<35)。最终验证出1个LncRNA为TRAM2(TRAM2-AS1),其青光眼患者血浆外泌体LncRNA水平相比对照组显著升高且与测序结果一致,其统计结果如表4和图3所示。
表4
Figure BDA0002131594100000081
(2)目标LncRNA的ROC曲线分析:以原发性青光眼组和单纯性白内障对照组样本中lncRNA TRAM2的相对外参表达量作为自变量,以组别作为因变量(原发性青光眼组设为1,单纯性白内障对照组设为2),据此绘制ROC曲线,曲线如图4所示,计算灵敏度和特异度,结果如表5所示:
表5
Figure BDA0002131594100000082
(3)LncRNA TRAM2与青光眼患者眼压(IOP)相关性分析:将原发性青光眼组患者血浆外泌体TRAM2的相对表达量作为自变量,将患者眼压作为因变量,分别进行回归分析,检验其相关性。结果如图5所示,由图5可看出LncRNA TRAM2的表达量与眼压呈正相关,即LncRNA TRAM2表达量越高其眼压越高(r=0.34,p=0.03),说明血浆外泌体LncRNA TRAM2的表达水平对原发性青光眼的临床诊断有指导意义。
(4)血浆TRAM2的表达量变化:提取患者血浆总RNA,用实时定量PCR检测TRAM2的表达量,其表达量的测量方法如上所述,其统计结果如表6和图6所示,由以上结果可以看出,原发性青光眼患者血浆中LncRNA TRAM2表达量相比与对照组显著增加,这与原发性青光眼患者血浆外泌体中LncRNA TRAM2表达量变化趋势一致,说明血浆TRAM2的表达水平同样对原发性青光眼的诊断有指导作用。
表6
Figure BDA0002131594100000091
(5)结论:原发性青光眼血浆与血浆外泌体中LncRNA表达量与对照组相比均有显著上调,且发现与眼压水平呈现正相关。因此,本研究发现lncRNA TRAM2的血浆或者血浆外泌体表达水平与原发性青光眼发生发展有相关,早期检测有助于判断患者是否有患原发性青光眼的风险,从而指导临床上的预防或治疗方案,并或可作为预后评估等具有重要意义。
综上,lncRNA TRAM2对原发性青光眼疾病均具有一定的诊断价值,其是一种诊断的效能、灵敏度、特异度显著的诊断标记物。
由此,本次发明筛选出的lncRNA TRAM2标志物具有诊断原发性青光眼疾病的特异性,诊断原发性青光眼疾病操作简单,灵敏度高,适用于大规模筛查。
以上仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 温州医科大学
<120> lncRNA TRAM2作为青光眼诊断标志物中的应用<160> 3
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 2580
<212> RNA
<213> Artificial Sequence
<400> 1
ggggcttaaccctctagccgctgggcacgcgcgggctaccggggcggaggcgtacgg
gggcggcagcgggtcgtcgctcggctcctccccgcgccagcgccgcgcccggccgca
ttctcggggcccgaggctcagccgctcgcggtggagaaagcaggccgcggaggaggc
gggcgcccaggcctgcccggacaggaagtgggcccagctttcccactcctcgctccg
ctccttcctccgcgggaagggcaggccccggaggcagcgagcgccccgggggtggcc
gggcagccggatgctcccggggttgcgggctgtggccccgggggctgagggcggcgc
gggtgcggcggaagcagggaagccgcgaaccggccttctggctggccacagcgccct
gcacggacgatcagtgaatggagattactcaagtatttatcgagaacttgcagtggg
ctaggcacagttcaggtagatcaacaaaccgaaagaccctgccctaggggagctttc
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<211> 20
<212> RNA
<213> Artificial Sequence
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<210> 3
<211> 20
<212> RNA
<213> Artificial Sequence
<400> 3
caatcatccaccctctcccc 20

Claims (6)

1.检测样品中lncRNA TRAM2表达水平的产品在制备青光眼疾病诊断工具中的应用,所述lncRNA TRAM2序列如SEQ ID NO.1所示,所述青光眼疾病的类别为原发性青光眼疾病。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述原发性青光眼疾病包括原发性闭角型青光眼和原发性开角型青光眼,所述原发性闭眼型青光眼包括原发性急性闭角型青光眼和原发性慢性闭角型青光眼。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,其中包括使用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2表达水平的制剂,检测所述lncRNA TRAM2的表达水平。
4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2表达水平的制剂包括特异性扩增lncRNA TRAM2的引物。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,用实时荧光定量PCR检测lncRNA TRAM2表达水平的特异性扩增lncRNA TRAM2的引物序列如SEQ ID NO.2-3所示:
F:5’-GCACGGACGATCAGTGAATG-3’
R:5’-CAATCATCCACCCTCTCCCC-3’。
6.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述样品来源于血浆或血清或血浆外泌体或血清外泌体。
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CN109762883A (zh) * 2019-01-31 2019-05-17 温州医科大学 血浆/血清外泌体hsa-miRNA-29-3p作为青光眼诊断标志物中的应用

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