CN112779330A - 测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒及其在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒及其在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用,所述外泌体中基因,为hsa‑miR‑296‑5p或mmu‑miR‑296‑5p;本发明试剂盒通过测定hsa‑miR‑296‑5p基因在糖尿病肾病患者血清外泌体中的表达情况,表明hsa‑miR‑296‑5p可以作为人糖尿病肾病诊断的依据,进而表明本发明试剂盒可用于糖尿病肾病的检测。
Description
技术领域
本发明属于分子诊断技术领域,具体涉及测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒及其在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用。
背景技术
糖尿病肾病是由糖尿病引起的肾脏疾病,属于糖尿病最常见的微血管并发症,已成为世界终末期肾脏病的第二位原因。肾间质纤维化是糖尿病肾病(diabetic kidneydisease,DKD)发展至终末期肾病的主要病理过程,而肾小管上皮细胞-间充质转化(epithelial-mesenchymaltransition,EMT)是肾间质纤维化的关键环节。Snail1是DKD肾小管上皮细胞EMT的关键调节因子。在肾脏上皮细胞正常分化过程中,低表达的Snail1维持肾组织的正常结构及内环境稳态。而病理状态下,升高的Snail1与E-cadherin启动子的E-box特异性结合,通过抑制E-cadherin基因的转录或甲基化,下调E-cadherin,触发上皮细胞EMT的发生。
miRNAs不仅存在于细胞内,而且广泛存在于血液、尿液、脑脊液等细胞外液中。血清及血浆中的miRNAs称为循环miRNAs,循环miRNAs实现生物学功能需要外泌体介导。首先,外泌体是循环miRNAs的主要存在形式,在血循环中,外泌体特殊的脂质双层膜结构将miRNAs与外界核酸酶相隔绝,相比细胞及血浆中游离的miRNAs,外泌体中的miRNAs具有更高的稳定性。其次,外泌体具有靶向功能性,外泌体的膜表面结合蛋白特异性识别靶细胞,通过直接融合胞膜或内陷胞吞作用,水平转移miRNAs进入细胞质,更有效得调控靶细胞基因的表达。
糖尿病肾病(DKD)循环外泌体miRNAs特异性表达谱是在糖尿病背景下,肾脏及肾外组织功能障碍的共同结果。首先,肾脏作为DKD主要病变器官,可释放富集差异表达miRNAs的外泌体,在DKD患者尿液标本中,外泌体miRNAs呈特异性改变。其次,脂肪被认为是循环外泌体miRNAs的主要来源,高糖状态下,包括脂肪在内的所有胰岛素敏感组织均可出现功能障碍,释放差异的外泌体miRNAs。差异表达的循环外泌体miRNAs既是肾脏及肾外组织功能障碍的病理产物,又是加重肾脏损伤的致病因素,是DKD发生和发展的中心环节。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
作为本发明其中一个方面,本发明提供一种测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其中:所述外泌体中基因,为hsa-miR-296-5p或mmu-miR-296-5p;所述试剂盒,包括引物,所述引物,其上游引物序列为GAGGGCCCCCCCTCAA,下游引物序列为AGTGCAGGGTCCGAGGTATT,茎环引物序列为GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACACAGGA;所述试剂盒能够作为检测糖尿病肾病的分子标志物。
作为本发明所述的测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒的一种优选方案:hsa-miR-296-5p或mmu-miR-296-5p,其成熟体序列为:AGGGCCCCCCCUCAAUCCUGU。
作为本发明所述的测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒的一种优选方案:所述测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其检测过程包括,血清外泌体RNA提取、逆转录、qPCR检测所述血清外泌体中基因表达水平。
作为本发明的另一个方面,本发明提供所述的试剂盒在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用。
本发明的有益效果:本发明试剂盒通过测定hsa-miR-296-5p基因在糖尿病肾病(DKD)患者血清外泌体中的表达情况,表明hsa-miR-296-5p可以作为人糖尿病肾病(DKD)诊断的依据,进而表明本发明试剂盒能够用于糖尿病肾病(DKD)的血清检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为MusSnail1和mmu-miR-296-5p在糖尿病小鼠血清外泌体中的表达情况。
图2为Mus Snail1和mmu-miR-296-5p作用位点预测。
图3为双荧光素酶实验验证Mus Snail1和mmu-miR-296-5p的靶向关系。
图4为hsa-miR-296-5p在糖尿肾病患者血清外泌体中的表达情况。
图5为mmu-miR-296-5p、hsa-miR-296-5p和MusSnail1荧光定量PCR扩增溶解曲线。
图6为hsa-miR-296-5p在糖尿肾病患者和健康人血清外泌体中的表达情况的ROC曲线分析。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1:利用本发明试剂盒检测糖尿病小鼠血清外泌体中mmu-miR-296-5p及snail1表达
一、血清外泌体RNA提取
实验样本为6只正常小鼠和6只糖尿病小鼠血清,RNA提取过程如下:
(1)血清外泌体的分离:
1)加200μL Buffer XBP到200μL血清样品中,立即轻柔颠倒混匀5次;
2)将混合物加到exoEasy spin column离心柱中,500×g离心1min,弃滤液,将离心柱放回收集管中;
3)加入3.5mL Buffer XWP,5,000×g离心1min;
4)弃滤液及收集管,将离心柱转移到新的收集管中;
5)加700μL QIAzol到膜上,5,000×g离心5min收集裂解液,将裂解液转移到2mL离心管中。
(2)RNA提取:
1)将裂解液涡旋混匀,室温(15-25℃)孵育5min;
2)加入90μL氯仿,震荡15s;
3)室温孵育2-3min;
4)4℃12,000g离心15min;
5)转移上层水相到新的离心管中,加入2倍体积的无水乙醇,颠倒混匀;
6)转移700μL样品到RNeasy MinElute spin column离心柱中,放入2mL收集管中,室温>8,000g离心15s,弃滤液;
7)重复上一步骤直到所有样品离心完成;
8)加700μL Buffer RWT到离心柱中,>8,000g离心15s,弃滤液;
9)加500μL Buffer RPE到离心柱中,>8,000g离心15s,弃滤液;
10)加500μL Buffer RPE到离心柱中,>8,000g离心2min,弃滤液;
11)将离心柱转移到新的收集管中,开盖全速离心5min使膜晾干;
12)将离心柱放入新的1.5mL离心管中,加14uL水到膜中央,室温放置1min,全速离心1min。
13)取2μL RNA用微量分光光度计测定RNA浓度以及OD260/OD280值。
二、逆转录
Mus Snail1基因逆转录反应体系如下:
1.基因组DNA去除
在RNase-free离心管中配置如下混合液:
RNase-free ddH<sub>2</sub>O | to 16μL |
4×gDNA Wiper Mix | 4μL |
Total RNA | 1μg |
用移液器轻轻吹打混匀。42℃2min。
2.配制逆转录反应体系
用移液器轻轻吹打混匀。
3.进行逆转录反应:
37℃ | 15min |
85℃ | 5sec |
mmu-miR-296-5p逆转录反应体系如下:
1.基因组DNA去除
在RNase-free离心管中配置如下混合液:
RNase-free ddH<sub>2</sub>O | to 10μL |
5×gDNA Wiper Mix | 2μL |
Total RNA | 1μg |
用移液器轻轻吹打混匀。42℃2min。
2.配制逆转录反应体系
RNase-free ddH<sub>2</sub>O | to 20μL |
上一步的反应液 | 10μL |
Stem-loop primer(2μM) | 1μL |
10×RT Mix | 2μL |
HiScript II Enzyme Mix | 2μL |
用移液器轻轻吹打混匀。
3.进行逆转录反应:
25℃ | 5min |
50℃ | 15min |
85℃ | 5min |
三、qPCR检测mmu-miR-296-5p和Mus Snail1表达
Mus Snail1荧光定量PCR反应体系如下:
1.在qPCR管中配置如下混合液
2×ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix | 10μL |
Snail1 F Primer(10μM) | 0.4μL |
Snail1 R Primer(10μM) | 0.4μL |
cDNA | 2μL |
ddH<sub>2</sub>O | to 20μL |
2.按下列条件进行qPCR反应:
mmu-miR-296-5p荧光定量PCR反应体系如下:
1.在qPCR管中配置如下混合液
2×miRNA Universal SYBR qPCR Master Mix | 10.0μL |
miR-296 F Primer(10μM) | 0.5μL |
mQ Primer R(10μM) | 0.5μL |
cDNA | 2μL |
ddH<sub>2</sub>O | to 20.0μL |
2.按下列条件进行qPCR反应:
本发明所用的引物如下:
mmu-miR-296-5p和hsa-miR-296-5p引物的PCR扩增序列为:5'--AGGGCCCCCCCTCAATCCTGTGTCGTATCCAGTGCGAATACCTCGGACCCTGCACTGGATACGAC--3'。检测结果如图1所示,与正常小鼠相比,mmu-miR-296-5p在糖尿病小鼠中下调表达,差异显著(p<0.01);MusSnail1在糖尿病小鼠中上调表达,差异显著(p<0.05)。
血清循环外泌体miR-296-5p的序列:mmu-miR-296-5p及hsa-miR-296-5p成熟体序列为:AGGGCCCCCCCUCAAUCCUGU,该miRNA靶向于Snail1。Mus snail1的基因序列为:
ATGCCGCGCTCCTTCCTGGTCAGGAAGCCGTCCGACCCCCGCCGGAAGCCCAACTATAGCGAGCTGCAGGACGCGTGTGTGGAGTTCACCTTCCAGCAGCCCTACGACCAGGCCCACCTGCTGGCCGCCATCCCTCCGCCCGAGGTCCTCAACCCCGCCGCTTCGCTGCCCACCCTCATCTGGGACTCTCTCCTGGTACCCCAAGTGCGGCCGGTTGCCTGGGCCACCCTCCCGCTGCGGGAGAGCCCCAAGGCCGTAGAGCTGACCTCGCTGTCCGATGAGGACAGTGGCAAAAGCTCCCAGCCGCCCAGCCCGCCCTCGCCGGCGCCGTCGTCCTTCTCGTCCACCTCGGCCTCCTCCCTGGAGGCCGAGGCCTTCATCGCCTTCCCTGGCTTGGGCCAACTTCCCAAGCAGCTGGCCAGGCTCTCGGTGGCCAAGGACCCCCAGTCGCGGAAGATCTTCAACTGCAAATATTGTAACAAGGAGTACCTCAGCCTGGGCGCTCTGAAGATGCACATCCGAAGCCACACGCTGCCTTGTGTCTGCACGACCTGTGGAAAGGCCTTCTCTAGGCCCTGGCTGCTTCAGGGCCACGTCCGCACCCACACTGGTGAGAAGCCATTCTCCTGCTCCCACTGCAACCGTGCTTTTGCTGACCGCTCCAACCTGCGTGCCCACCTCCAAACCCACTCGGATGTGAAGAGATACCAGTGCCAGGCCTGTGCCCGAACCTTCTCCCGCATGTCCTTGCTCCACAAGCACCAAGAGTCTGGCTGCTCCGGAGGCCCTCGCTGA。利用本发明荧光定量PCR检测试剂盒,对正常人和糖尿病肾病(DKD)患者血清循环外泌体中hsa-miR-296-5p表达水平进行检测,表明该外泌体miRNA下调可作为糖尿病肾病患者肾间质纤维化的分子标记。
四、双荧光素酶实验验证mmu-miR-296-5p和Mus Snail1的靶向关系
(1)细胞培养及转染
①靶基因snail野生型双荧光素酶载体+miR-296-5p mimic NC组;
②靶基因snail野生型双荧光素酶载体+miR-296-5p mimic组;
③靶基因snail突变型双荧光素酶载体+miR-296-5p mimic NC组;
④靶基因snail突变型双荧光素酶载体+miR-296-5p mimic组;
(2)双荧光报告基因检测:
1、裂解细胞:吸尽细胞培养液后,PBS轻柔漂洗两次,参考下表加入适量的1×PLB裂解液(用去离子水将5×Passive Lysis Buffer母液稀释成1×PLB,可在4℃保存1个月),室温摇床放置15min充分裂解后备用。(注:细胞裂解后可以立即测定,也可以先冻存,待以后再测定。冻存样品需融解,并达到室温后再进行测定)。
2、水浴溶解Luciferase Assay BufferⅡ溶液后,加入到1剂量的LuciferaseAssay Substrate冻干粉中,充分溶解后分装成若干小管,储存在-20℃(≤1个月)或-70℃(≤1年),使用前水浴解冻,上下颠倒两次并恢复至室温备用。
4、按仪器操作说明书开启化学发光仪或具有检测化学发光功能的多功能酶标仪,将测定间隔设为2s,测定时间设为10s。
5、每个样品测定时,取样品20uL,加入100uL LARⅡ试剂,用枪打匀后测定RLU1(relative light unit)。
利用TargetScan软件分析预测mmu-miR-296-5p与Snail1的作用位点,如图2所示,构建双荧光素酶载体。
双荧光素酶检测结果如图3所示,结果显示:相比靶基因snail野生型双荧光素酶报告载体+miR-296 mimics NC组,转染miR-296mimics后RLU1/RLU2值降低,突变snail与miR-296结合位点,RLU1/RLU2值又增加,且野生型miR-296 mimics组与突变型miR-296mimics组差异显著(p<0.01),表明snail1是miR-296的靶向基因。
实施例2:利用本发明试剂盒检测糖尿病肾病患者血清外泌体中hsa-miR-296-5p表达
我们选择24例人血清样本进行实验,分别为正常人12例,糖尿病肾病患者12例,检测hsa-miR-296-5p表达情况。RNA提取、逆转录及荧光定量PCR步骤如实施例一中所述。结果如图4所示,与正常人相比,糖尿病患者hsa-miR-296-5p基因表达下调,差异极显著(p<0.001)。表明该外泌体miRNA下调可作为糖尿病肾病患者肾间质纤维化的分子标记。图6为ROC曲线分析,可以看出,hsa-miR-296-5p用于诊断糖尿病肾病的灵敏度为83.33%、特异性为91.67%,AUC面积为0.9236。
本发明试剂盒测定了hsa-miR-296-5p基因在糖尿病肾病患者血清外泌体中的表达情况,发现了hsa-miR-296-5p能够作为人糖尿病肾病诊断的依据,进而表明本发明试剂盒可用于糖尿病肾病的检测,本发明研究发现,hsa-miR-296-5p作为人糖尿病肾病诊断的分子标志物,其特异性和灵敏度较高,仅通过血清检测即可诊断糖尿病肾病,相比于传统诊断方法,本发明对于糖尿病肾病(DKD)的诊断方法便捷快速、成本低,便于临床诊断。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,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精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
序列表
<110> 江苏省中医院
<120> 测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒及其在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用
<130> 2021012914-zf-wjn
<141> 2021-01-29
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 16
<212> DNA/RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gagggccccc cctcaa 16
<210> 2
<211> 20
<212> DNA/RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
agtgcagggt ccgaggtatt 20
<210> 3
<211> 50
<212> DNA/RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
gtcgtatcca gtgcagggtc cgaggtattc gcactggata cgacacagga 50
<210> 4
<211> 21
<212> DNA/RNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
agggcccccc cucaauccug u 21
Claims (4)
1.一种测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其特征在于:所述外泌体中基因,为hsa-miR-296-5p或mmu-miR-296-5p;所述试剂盒,包括引物,所述引物,其上游引物序列为GAGGGCCCCCCCTCAA,下游引物序列为AGTGCAGGGTCCGAGGTATT,茎环引物序列为GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACACAGGA;所述试剂盒能够作为检测糖尿病肾病(DKD)的分子标志物。
2.根据权利要求1所述的测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其特征在于:所述hsa-miR-296-5p或mmu-miR-296-5p,其成熟体序列为:AGGGCCCCCCCUCAAUCCUGU。
3.根据权利要求1或2所述的测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其特征在于:所述测定血清外泌体中基因表达水平的试剂盒,其检测过程包括,血清外泌体RNA提取、逆转录、qPCR检测所述血清外泌体中基因表达水平。
4.权利要求1所述的试剂盒在制备糖尿病肾病疾病诊断试剂盒中的应用,其特征在于:所述hsa-miR-296-5p或mmu-miR-296-5p,能够作为Snail1基因的抑制剂。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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