CN110846406A - 一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物及其诊断试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物及其诊断试剂盒,属于生物分子学及医学技术领域。所述诊断标志物包括hsa‑miR‑93‑5p、hsa‑miR‑320a中的任一种或两种组合;所述诊断试剂盒包括反转录系统、扩增系统和定量内参标准化系统,其中,所述扩增系统由实时荧光定量PCR反应体系组成,所述实时荧光定量PCR反应体系包含所述诊断标志物的扩增引物、cDNA、RNase‑free水和SYBR Green聚合酶链式反应体系。本发明的诊断试剂盒可通过实时荧光定量PCR检测该血清microRNA分子标志物来筛查和判断股骨头坏死,具有定量准确、检查方便,经济实用的优点,能够将早期筛查与诊断精确到转录组水平,方便临床应用。
Description
技术领域
本发明属于生物分子学及医学技术领域,具体涉及一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物及其诊断试剂盒。
背景技术
股骨头坏死是一种骨科常见的致残性疾病,其常见病因有酗酒、应力损伤及长期大量使用激素类药物等,严重影响患者的运动功能与生活质量。股骨颈骨折为主的髋关节外伤后,常因微循环障碍发生创伤性股骨头坏死。由于该病早期无明显的影像学病理改变,使得早期诊断存在很大的困难,因而即使复位后稳定期内固定股骨颈骨折等髋部,但仍可能发生创伤性股骨头坏死,最终进行人工髋关节置换手术。
MicroRNA是一类小的非编码RNA,长度通常为19-22个碱基,以靶向信使RNA的3'非翻译区来产生作用。他们广泛存在于细胞、组织和体液中,已被证实参与调节很多生理活动与病理改变。研究表明,MicroRNA通过调控成骨分化相关基因表达在骨形成中起关键作用,如miR-216促进人脂肪组织来源的间充质干细胞向成骨分化、miR-494通过调节Runx2的表达抑制成骨细胞分化等。
为了实现股骨头坏死的早期诊断和治疗,本领域亟需筛查与股骨头坏死相关联的特异性MicroRNA作为早期诊断的标记物,以便提供新的有效的预防和治疗靶点。
发明内容
本发明的目的是:为了实现股骨头坏死的早期诊断和及时治疗,从而提供一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物及其诊断试剂盒。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明提供了一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物,包括hsa-miR-93-5p、hsa-miR-320a中的任一种或两种组合,其中:
所述hsa-miR-93-5p的序列是:CAAAGUGCUGUUCGUGCAGGUAG;
所述hsa-miR-320a的序列是:AAAAGCUGGGUUGAGAGGGCGA。
本发明还提供了一种股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,包括反转录系统、扩增系统和定量内参标准化系统,其中:
所述扩增系统由实时荧光定量PCR反应体系组成,所述实时荧光定量PCR反应体系包含所述诊断标志物的扩增引物、cDNA、RNase-free水和SYBR Green聚合酶链式反应体系。
所述扩增引物由正向引物和反向引物组成,其中:
所述正向引物包括hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F,
hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGG;
所述反向引物为通用引物。
所述反转录系统由反转录体系试剂组成,所述反转录体系试剂包括逆转录酶缓冲液、逆转录引物、逆转录酶。
所述定量内参标准化系统由内参RNU6引物组成,所述内参RNU6引物的序列是:AGAGAAGATTAGCATGGCCCCT。
优选地,所述股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其还包括血清提取系统、血清总RNA提取系统。
优选地,所述扩增系统由25ul实时荧光定量PCR反应体系组成,具体包括:正向引物2.5ul、反向引物2.5ul、cDNA2.5ul、RNase-free水5ul、SYBR Green聚合酶链式反应体系12.5ul。
优选地,所述股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒在以下反应条件下使用:95℃下预变性15分钟;94℃下变性15秒, 55℃下退火30秒,70℃下扩展30秒,共40个循环。
优选地,所述股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒应用于创伤性股骨头坏死的诊断。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
1)本发明所提供的一种血清microRNA分子标志物,其包括hsa-miR-93-5p、hsa-miR-320a中的任一种或两种组合,该分子标志物能够用于检测创伤性股骨头坏死,从而为实现股骨头坏死快速有效的早期诊断和治疗提供重要依据;
2)本发明所提供的一种创伤性股骨头坏死检测试剂盒,其包含所述血清microRNA分子标志物,可通过实时荧光定量PCR检测该血清microRNA分子标志物来筛查和判断创伤性股骨头坏死,具有定量准确、检查方便,经济实用的优点,能够将早期筛查与诊断精确到转录组水平,方便临床应用。
附图说明
图1为实时荧光定量PCR检测结果图;
图2为hsa-miR-93-5pROC曲线分析结果图;
图3为hsa-miR-320aROC曲线分析结果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方案和效果作详细阐述,以便于同领域技术人员的理解和实施。应当理解,以下实施例仅用于说明本发明,并不限制本发明的权利范围。
本发明实施例中没有特别说明的,所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段;所用试剂为本领域技术人员所熟知的常规试剂。
本发明实施例中,总RNA提取方法按照miRNeasy Serum/Plasma Kit(Qiagen)所提供的步骤进行。
本发明实施例中,cDNA合成的逆转录过程按照miScriptⅡRTKit(Qiagen)所提供的步骤进行。
本发明实施例中,荧光定量PCR过程按照miScriptSYBRGreenPCRKit (Qiagen)所提供的步骤进行。
实施例1
Real-Time PCR检测股骨头坏死的血清样本、未发生股骨头坏死的病人血清样本microRNA分子标志物的表达情况。
1、样本材料
股骨头坏死病人血清样本4例;股骨颈骨折后未发生股骨头坏死病人血清样本4例。所有样本均经过影像学与病理学检验证实。
2、总RNA提取
2.1 RNA提取样本处理
用促凝管采集全血作样本来源,待完全凝血后,立即在4℃下进行3000转离心10分钟,转移上清液,并将所述上清液在4℃下进行16000×g离心10分钟,取上清液即为血清样本。
2.2 总RNA提取方法
取200ul血清样本,加入5倍所述血清样本体积的QIAzol Lysis Reagent,吹打混匀,室温静置5分钟后加入与所述血清样本等体积的氯仿,剧烈混匀15秒,室温静置3分钟后在4℃下进行12000×g离心15分钟,取水相并加入1.5倍所述水相体积的无水乙醇,转移入吸附柱,分别用RWT、RPE、80%乙醇进行洗涤,再以14ulRNase-free水溶解后,用Nanodrop定量,最后冻存于-80℃冰箱,直至检测。
3、cDNA合成
采用5×miScript HiSepec Buffer、10×miScript Nucleics Mix、miScriptReverseTranscriptaseMix、Rnase-free水以及模板RNA组成的20ul反应体系。混匀所述反应体系后放入PCR仪中,设置反应条件为:37℃下60分钟,95℃下5分钟。
4、实时荧光定量PCR
4.1引物的设计与合成
从PubMed获得目的基因miRNA的全场序列,并利用SaccharomycesGenome Database设计引物序列。所述引物均委托上海生工生物工程股份有限公司合成。
其中,所采用的引物是:hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F;
所述hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
所述hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGGC。
4.2 荧光定量PCR
采用2×QuantiTect SYBR Green PCR Master Mix、10×miScript UniversalPrimer、特异性引物、Rnase-free水以及模板cDNA组成的25ul反应体系。所述反应条件为:95℃下初始激活15分钟,94℃下变性15秒,55℃退火下30秒,70℃下扩展30秒,共40个循环;
其中,所采用的特异性引物是:hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F;
所述hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
所述hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGGC。
4.3 溶解曲线制备
在CFX Connect Real-Time PCR Detection System(BIO-RAD)PCR仪器上选定溶解曲线程序。在爬坡过程中连续收集样品的荧光信号以获取溶解曲线,溶解曲线通过定量PCR仪自带的分析软件获取,程序结束后进行分析。
5、结果
结果显示:qRT-PCR扩增结果稳定,其中,hsa-miR-93-5p和hsa-miR-320a在股骨头坏死组与对照组之间存在显著差异(P<0.05)。具体见图1。
实施例2
基因芯片的生物信息学分析
在GEO数据库获取已公开的基因芯片数据集GSE89587,进行数据标准化处理后,我们首次利用R语言开源的WGCNA包与limma包对其进行数据分析,结果证明hsa-miR-93-5p和hsa-miR-320a在股骨头坏死组与对照组之间存在显著差异(|log2FC>1|且P<0.05)。我们又对hsa-miR-93-5p和hsa-miR-320a进行ROC曲线分析,得出曲线下面积(AUC)分别为:hsa-miR-93-5p AUC=0.93;hsa-miR-320a AUC=0.89,提示其可以很好的区分创伤性股骨头坏死病人与对照组病人。详见图2和图3。
实施例3
本实施例提供一种用于股骨头坏死检测的试剂盒。
基于实施例1所得到的引物,组装本发明用于股骨头坏死检测的试剂盒。
本发明的用于股骨头坏死检测的试剂盒包括:
1)反转录系统,其由反转录体系试剂组成,所述反转录体系试剂包括逆转录酶缓冲液、逆转录引物、逆转录酶;
2)扩增系统,其由实时荧光定量PCR反应体系组成,该体系包括所述诊断标志物的扩增引物、cDNA、RNase-free水和SYBR Green聚合酶链式反应体系,其中,所述扩增引物由正向引物和反向引物组成,所述正向引物包括hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F;
所述hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
所述hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGG;
3)定量内参标准化系统,其由内参RNU6引物组成,所述内参RNU6引物的序列是:AGAGAAGATTAGCATGGCCCCT。
实施例4
本实施例提供另外一种用于股骨头坏死检测的试剂盒,包括:
1)反转录系统,其由反转录体系试剂组成,所述反转录体系试剂包括逆转录酶缓冲液、逆转录引物、逆转录酶;
2)扩增系统,其由实时荧光定量PCR反应体系组成,包括所述诊断标志物的扩增引物、cDNA、RNase-free水和SYBR Green聚合酶链式反应体系,其中,所述扩增引物由正向引物和反向引物组成,所述正向引物包括hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F;
所述hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
所述hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGG;
3)定量内参标准化系统,其由内参RNU6引物组成,所述内参RNU6引物的序列是:AGAGAAGATTAGCATGGCCCCT。
4)血清提取系统;
5)血清总RNA提取系统。
通过对引物浓度和退火温度进行优化,确定本发明试剂盒的扩增系统优选采用25ul实时荧光定量PCR反应体系,具体包括:SYBR Green聚合酶链式反应体系12.5ul、正向引物2.5ul、反向引物2.5ul、cDNA2.5ul、RNase-free水5ul。
推荐本发明试剂盒在以下反应条件下使用:95℃下预变性15分钟;94℃下变性15秒, 55℃下退火30秒,70℃下扩展30秒,共40个循环。
虽然上述已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明的基础上,可以对之做一些修改和改进,这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种股骨头坏死的血清microRNA诊断标志物,其特征在于:包括hsa-miR-93-5p、hsa-miR-320a中的任一种或两种组合,其中,
所述hsa-miR-93-5p的序列是:CAAAGUGCUGUUCGUGCAGGUAG;
所述hsa-miR-320a的序列是:AAAAGCUGGGUUGAGAGGGCGA。
2.一种股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:包括反转录系统、扩增系统和定量内参标准化系统,其中,所述扩增系统由实时荧光定量PCR反应体系组成,所述实时荧光定量PCR反应体系包含权利要求1所述诊断标志物的扩增引物、cDNA、RNase-free水和SYBR Green聚合酶链式反应体系。
3.根据权利要求2所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:还包括血清提取系统、血清总RNA提取系统。
4.根据权利要求2或3所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:所述扩增引物由正向引物和反向引物组成,其中,所述正向引物包括hsa-miR-93-5p-F和hsa-miR-320a-F;
所述hsa-miR-93-5p-F的序列是:CAAAGTGCTGTTCGTGCAGGTAG;
所述hsa-miR-320a-F的序列是:AAAAGCTGGGTTGAGAGGG。
5.根据权利要求2或3所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:所述反转录系统由反转录体系试剂组成,其中,所述反转录体系试剂包括逆转录酶缓冲液、逆转录引物、逆转录酶。
6.根据权利要求2或3所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:所述定量内参标准化系统由内参RNU6引物组成,其中,所述内参RNU6引物的序列是:AGAGAAGATTAGCATGGCCCCT。
7.根据权利要求2或3所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:其用于股骨头坏死的诊断。
8.根据权利要求4所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:所述扩增系统由25ul实时荧光定量PCR反应体系组成,其中,所述25ul实时荧光定量PCR反应体系包括正向引物2.5ul、反向引物2.5ul、cDNA2.5ul、RNase-free水5ul、SYBR Green聚合酶链式反应体系12.5ul。
9.根据权利要求8所述的股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒,其特征在于:所述股骨头坏死的microRNA血清诊断试剂盒在以下反应条件下使用:95℃下预变性15分钟;94℃下变性15秒, 55℃下退火30秒,70℃下扩展30秒,共40个循环。
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