CN111926079A - 一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒及其应用,属于干细胞技术领域,所述试剂盒包括P16、RASSF1A、GSTP1和CDH1四个目的基因对应的引物及内参基因β‑actin引物,所述试剂盒应用于快速检测传代干细胞恶性转化,本发明在检测干细胞恶性转化方面,具有操作简单、准确性好及敏感性高的优点。
Description
技术领域
本发明是申请号为201710483461.2的分案申请,原申请的申请日为2017.06.23,发明名称为一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒。
本发明属于干细胞技术领域,具体涉及一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒及其应用。
背景技术
目前,干细胞发展如火如荼。干细胞治疗领域的发展,将帮助人类实现修复创伤和病理组织,治愈终末期疾病的梦想,有望解决人类面临的诸多重大医学难题。
肿瘤的发生机制和细胞的起源是现今肿瘤学研究的热点和难点。肿瘤干细胞理论认为,肿瘤起源于与其自身组织或器官相关并具有其自身组织或器官特异性的干细胞的恶性转化。肿瘤的发生很可能是由于干细胞在长期的自我更新过程中发生基因突变,调控干细胞增殖分化的信号传导通路部分发生变化,干细胞在增殖分化过程中被不正常信号干扰而恶变为肿瘤干细胞,继而过度增殖形成肿瘤,干细胞常常是恶性转化的靶点细胞。但是,具体到某种肿瘤究竟由何种干细胞恶性转化产生,目前这方面的研究还比较少。
DNA甲基化是一项重要的表观遗传学机制,在人类癌症发生发展中发挥着重要的作用。特定基因的启动子区甲基化异常引起了人们的广泛关注,被认为是癌症诊断的潜在标志物。在癌症中只有极少数的单独基因被证明是甲基化比例很高的。因此,检测一组基因的甲基化状态,与检测单独基因的甲基化状态相比,诊断灵敏度更高、特异性更好。至今人们已研究了多种癌症的甲基化谱。对于一个理想的甲基化谱而言,准确的检测方法和逻辑的数据分析都是必不可少的。2012年,已经建立了一种统计多个基因的甲基化水平的方法,根据候选基因的甲基化水平进行癌症样本和正常样本的逐步累积分析。与以前的统计方法相比,这个方法充分考虑了不同基因的甲基化程度和影响,然而,这个方法需要对大量样本进行统计分析,因此很难应用于即时单个样本或少量样本的诊断。
发明内容
针对现有技术的缺点,本发明提供了一种操作简单、准确性好及敏感性高的试剂盒及其应用。该试剂盒包括P16、RASSF1A、GSTP1和CDH1四个目的基因对应的引物及内参基因β-actin引物,具体引物序列如下:
目的基因P16正向引物(SEQ ID NO.1):TTATTAGAGGGTGGGGCGGATCGC
目的基因P16反向引物(SEQ ID NO.2):GACCCCGAACCGCGACCGTAA
目的基因RASSF1A正向引物(SEQ ID NO.3):GACCTCTGTGGCGACTTCATCTG
目的基因RASSF1A反向引物(SEQ ID NO.4):GACCTAGTCCTCGGGAGCTGTC
目的基因GSTP1正向引物(SEQ ID NO.5):TTCGGGGTGTAGCGGTCGTC
目的基因GSTP1反向引物(SEQ ID NO.6):GCCCCAATACTAAATCACGACG
目的基因CDH1正向引物(SEQ ID NO.7):TTAGGTTAGAGGGTTATCGCGT
目的基因CDH1反向引物(SEQ ID NO.8):TAACTAAAAATTCACCTACCGAC
内参基因β-actin正向引物(SEQ ID NO.9):GTGATGGAGGAGGTTTAG
内参基因β-actin反向引物(SEQ ID NO.10):AAATTACAAAAACCACAA。
还包括所述四个目的基因P16、RASSF1A、GSTP1和CDH1甲基化位点对应的探针以及内参基因β-actin对应的探针,具体核苷酸序列如下:
目的基因P16探针:FAM-AGTAGTATGGAGTCGGCGGCGGG-TAMRA
目的基因RASSF1A探针:FAM-CCCTCTGCCGCGACTTGACCCG-TAMRA
目的基因GSTP1探针:FAM-CGGGGTGTAGCGGTCG-TAMRA
目的基因CDH1探针:FAM-TCGCGGGGTTCGTTTTTCGC-TAMRA
内参基因β-actin探针:FAM-CACCACCCAACACACAAT-TAMRA。
本发明所述试剂盒还包括PCR反应液、重亚硫酸盐。
本发明所述PCR反应液包括DNA聚合酶、dNTPs、10×PCR缓冲液和Mg2+。
所述干细胞包括肿瘤干细胞、脐带间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、脂肪间充质干细胞中的任意一种或多种。
所述肿瘤干细胞包括肺癌干细胞、胃癌干细胞、肝癌干细胞、结肠癌干细胞中的一种或多种。
本发明的有益效果:
本发明在检测干细胞恶性转化方面,具有操作简单、准确性好及敏感性高的优点。
附图说明
图1为RT-PCR方法目的基因及内存基因扩增曲线图;
图2为未发生恶性转化干细胞培养20天后细胞形态;
图3为发生恶性转化干细胞培养90天后细胞形态。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例采用的Taq酶购于大连宝生物公司(TaKaRa);细胞基因组提取试剂盒为AxyPrepTM Multisource Genomic DNAMiniprep Kit(Axygen Scientific,Inc.CA,USA);硫化试剂盒为,EZ DNA Methylation kit(Zymo Research,Orange,CA,USA);其他试剂为国产分析纯试剂。
本实施例所采用的干细胞为不同癌症组织分离的干细胞。
本实施例所涉及到的引物为:
目的基因P16正向引物:TTATTAGAGGGTGGGGCGGATCGC
目的基因P16反向引物:GACCCCGAACCGCGACCGTAA
目的基因RASSF1A正向引物:GACCTCTGTGGCGACTTCATCTG
目的基因RASSF1A反向引物:GACCTAGTCCTCGGGAGCTGTC
目的基因GSTP1正向引物:TTCGGGGTGTAGCGGTCGTC
目的基因GSTP1反向引物:GCCCCAATACTAAATCACGACG
目的基因CDH1正向引物:TTAGGTTAGAGGGTTATCGCGT
目的基因CDH1反向引物:TAACTAAAAATTCACCTACCGAC
内参基因β-actin正向引物:GTGATGGAGGAGGTTTAG
内参基因β-actin反向引物:AAATTACAAAAACCACAA。
方法:
一.干细胞提取DNA流程(DNA提取试剂盒,AxyPrepTM Multisource Genomic DNAMiniprep Kit(Axygen Scientific,Inc.CA,USA))
1.离心细胞:2000转/分钟离心细胞悬液2分钟,收集细胞,倒掉上层液体,加入4℃预冷的PBS 200ul,2000转/分钟离心细胞悬液2分钟,收集细胞,倒掉上层液体,加入200ulPBS溶解细胞。
2.加入25ul OB蛋白酶溶解液,混匀。
3.加入220ul BLBuffer
4.70℃水浴10min。
5.加入220ul无水乙醇混匀
6.将收集柱放入2ml收集管中,把步骤5中的液体加入收集柱中,
7.最大转速离心1min,大于等于10000转倒掉收集管中废液
8.收集管中加入500ul HBC Buffer最大转速(大于等于10000转)离心30s,
9.加入700ul DNA Wash Buffer最大转速(大于等于10000转)离心30s(2遍)
10.空离心收集管最大转速(大于等于10000转)离心2min
11.加入100ul dd水(加热到70℃)
12.静置2min,大转速(大于等于10000转)离心1min,收集DNA,测定浓度。
二、DNA硫化流程(DNA硫化试剂盒,ZYMO公司的EZ DNAMethylation-GoldTM Kitcatalog Nos.D5005&D5006)
1.对于CT conversion Reagent应用前,需每管加入900μl水,300μl的M-DilutionBuffer,50μl M-Dissolving Buffer到CT conversion Reagent;
2.硫化所使用的DNA的量为500ng,根据质量和浓度计算所加DNA体积,加入130μlCT-CR至20μl DNA样本中,如果DNA样本体积小于20μl,则加水补至20μl,混合后轻弹试管,然后低速离心将溶液至管底;
3.将配好的溶液进入热循环:
a.98℃10min
b.64℃2.5h
4.加入600μl M-Binding Buffer至Zymo-Spin IC Column,然后放入CollectionTube;
5.将第2步所得的DNA溶液放入Zymo-Spin IC Column,盖上盖子反复颠倒Column数次;
6.高速(大于10,000g)离心30s,弃滤液;
7.加入100μl M-Wash Buffer至Column,高速离心30s,弃滤液;
8.加入200μl M-Desulphonation Buffer至Column,室温(20-30℃)静置15-20min,孵育后高速离心离心30s,弃滤液;
9.加入200μl M-Wash Buffer至Column,高速离心30s;再加入200μl M-WashBuffer至Column,高速离心30s,弃滤液;
10.将Column至1.5ml microcentrifuge tube,加入15μl M-Elution Buffer至Column,高速离心30s,洗脱DNA。
三.RT-PCR流程(使用的荧光定量检测仪器为Invitrogen公司的7500fast,使用的试剂均为Invitrogen公司的Platinum TaqDNA聚合酶,货号为C10966-034;反应体系为20μl)
RT-PCR反应体系的配制以及反应条件如下表1和表2所示:
表1 RT-PCR反应体系的配制
组分 | 体积 |
模板 | 2ul |
10×PCR Buffer | 2ul |
Mg<sup>2+</sup> | 1ul |
dNTPs(10um) | 0.5ul |
五个正向引物(10um) | 各0.25ul,共1.25ul |
五个反向引物(10um) | 各0.25ul,共1.25ul |
五个Probe(10um) | 各0.2ul,共1ul |
Taq酶(5U/ul) | 0.2ul |
超纯水 | 10.8ul |
表2 RT-PCR反应条件
四、检测结果分析
利用上述反应体系对20例癌症干细胞样本进行检测,这20例干细胞样本运用甲基化特异性PCR方法对P16、RASSF1A、GSTP1、CDH1基因进行了验证,相应基因都发生了不同程度的甲基化(当四个基因同时发生甲基化,则认定干细胞已经恶化转化,下述“发生甲基化”均指四个基因同时甲基化),其中包括7例肺癌干细胞(其中5例发生甲基化,2例没有发生甲基化),5例胃癌干细胞(其中3例发生甲基化,2例没有发生甲基化)、5例肝癌干细胞(其中4例发生甲基化,1例没有发生甲基化)、3例结肠癌干细胞(3例都发生甲基化);利用本发明的试剂盒检测结果如表3和图1所示。
表3 RT-PCR方法检测癌症干细胞甲基化结果
使用本发明的试剂盒可以快速准确的鉴定传代干细胞是否发生恶性转化,为干细胞的安全使用性提供技术保障。
五、干细胞长期培养试验
为了验证RT-PCR方法证实发生恶性转化的干细胞的真实性,对上述20例干细胞样本进行长期体外传代培养。方法如下所述:
1干细胞长期体外传代培养
(1)RT-PCR方法检测所在代干细胞长至80~90%融合后,开始进行细胞传代;
(2)吸出旧培养基,1×PBS洗两遍,加入0.25%胰蛋白酶/EDTA消化30s,待细胞回缩变圆,立即加入新鲜培养基终止消化,轻轻吹打;
(3)将吹打后的细胞悬液转移至10ml离心管,配平后400g离心10分钟;
(4)取沉淀的细胞以H-DMEM培养基稀释后以1:5的比例传至培养瓶或培养板中,2~3天换液,当细胞长满成致密单层时,可照上法再传代。
2细胞生长曲线MTT比色法
MTT比色法,是一种检测细胞存活和生长的方法。MTT检测原理为活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶能使外源性MTT还原为水不溶性的蓝紫色结晶甲瓒并沉积在细胞中,而死细胞无此功能。二甲基亚砜(DMSO)能溶解细胞中的甲瓒,用酶联免疫检测仪在490nm波长处测定其光吸收值,可间接反映活细胞数量。在一定细胞数范围内,MTT结晶形成的量与细胞数成正比。
(1)接种细胞:用0.25%胰蛋白酶消化细胞,用基础培养基配制成单个细胞悬液,以每104个细胞接种于6块96孔板中,每孔体积200ul。
(2)培养细胞:将6块培养板放入37℃、5%CO2饱和湿度条件下培养。培养时间依次从6递减至1天。
(3)呈色:每天取出一块6孔板,每孔加入5mg/ml MTT溶液20ul,37℃继续孵育4小时终止培养,小心吸弃孔内培养上清液。每空加入150ulDMSO,震荡10min,使蓝紫色结物充分溶解。
(4)比色:选择490nm波长,在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值。
(5)绘图:以时间(天)为横轴,光吸收值(A)为纵轴,使用Excel软件绘制细胞生长曲线。
3干细胞长期传代培养结果
5例未发生甲基化干细胞在基础培养基长期体外培养下,生物学特征基本一致,平均存活时间为32天,细胞生长速率随传代逐渐变慢,平均细胞倍增时间从1.8天延长至3.8天,所有的未发生甲基化的干细胞始终保持成纤维样细胞形态并逐渐出现衰老实验,最终凋亡。结果如图2所示。
15例发生甲基化干细胞在基础培养基长期体外培养下,平均存活时间明显变长(平均时间在90天以上),在培养至第10-20后天后,细胞生长速度明显加快,平均倍增时间从3.5天缩短至1.6天,细胞生长密度增加,失去正常的接触抑制,呈多层生长,发生甲基化干细胞在培养过程中呈现癌细胞生长特征,可以越过凋亡期,存活时间、生长速率及细胞形态等生物学特征均发生变化。结果如图3所示。
干细胞长期培养试验结果显示,通过本发明试剂盒检测出的发生恶性转化的干细胞在长期培养过程中出现细胞癌变的生长特征,进一步证明了本发明试剂盒的检测准确性,高效性。
序列表
<110> 成都睿杰森生物科技有限公司
<120> 一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒及其应用
<160> 10
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
ttattagagg gtggggcgga tcgc 24
<210> 2
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
gaccccgaac cgcgaccgta a 21
<210> 3
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
gacctctgtg gcgacttcat ctg 23
<210> 4
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
gacctagtcc tcgggagctg tc 22
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
ttcggggtgt agcggtcgtc 20
<210> 6
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
gccccaatac taaatcacga cg 22
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<211> 22
<212> DNA
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<400> 7
ttaggttaga gggttatcgc gt 22
<210> 8
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
taactaaaaa ttcacctacc gac 23
<210> 9
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
gtgatggagg aggtttag 18
<210> 10
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
aaattacaaa aaccacaa 18
Claims (6)
1.一种快速检测传代干细胞恶性转化的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒包括P16、RASSF1A、GSTP1和CDH1四个目的基因对应的引物及内参基因β-actin引物,具体引物序列如下:
目的基因P16正向引物:TTATTAGAGGGTGGGGCGGATCGC
目的基因P16反向引物:GACCCCGAACCGCGACCGTAA
目的基因RASSF1A正向引物:GACCTCTGTGGCGACTTCATCTG
目的基因RASSF1A反向引物:GACCTAGTCCTCGGGAGCTGTC
目的基因GSTP1正向引物:TTCGGGGTGTAGCGGTCGTC
目的基因GSTP1反向引物:GCCCCAATACTAAATCACGACG
目的基因CDH1正向引物:TTAGGTTAGAGGGTTATCGCGT
目的基因CDH1反向引物:TAACTAAAAATTCACCTACCGAC
内参基因β-actin正向引物:GTGATGGAGGAGGTTTAG
内参基因β-actin反向引物:AAATTACAAAAACCACAA。
2.根据权利要求1所述的试剂盒,其特征在于,还包括所述四个目的基因P16、RASSF1A、GSTP1和CDH1甲基化位点对应的探针以及内参基因β-actin对应的探针,具体核苷酸序列如下:
目的基因P16探针:FAM-AGTAGTATGGAGTCGGCGGCGGG-TAMRA
目的基因RASSF1A探针:FAM-CCCTCTGCCGCGACTTGACCCG-TAMRA
目的基因GSTP1探针:FAM-CGGGGTGTAGCGGTCG-TAMRA
目的基因CDH1探针:FAM-TCGCGGGGTTCGTTTTTCGC-TAMRA
内参基因β-actin探针:FAM-CACCACCCAACACACAAT-TAMRA。
3.根据权利要求1或2所述的试剂盒,其特征在于,还包括PCR反应液、重亚硫酸盐。
4.根据权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,所述PCR反应液包括DNA聚合酶、dNTPs、10×PCR缓冲液和Mg2+。
5.根据权利要求4所述的试剂盒在快速检测传代干细胞恶性转化上的应用,其特征在于,所述干细胞包括肿瘤干细胞、脐带间充质干细胞、胎盘间充质干细胞、脂肪间充质干细胞中的任意一种或多种;上述应用不用于疾病的诊断和治疗。
6.根据权利要求5所述的试剂盒在快速检测传代干细胞恶性转化上的应用,其特征在于,所述肿瘤干细胞包括肺癌干细胞、胃癌干细胞、肝癌干细胞、结肠癌干细胞中的一种或多种;上述应用不用于疾病的诊断和治疗。
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