CN1415761A - Dna甲基化检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DNA甲基化检测方法，其特征在于以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应(聚合酶链式反应)过程中，将带有标记物的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记物的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定。本发明只对甲基化DNA进行标记，可避免现有技术中同时对甲基化与未甲基化的DNA进行标记而导致检测方法的成本高、准确性差的缺陷，况且本发明针对每条基因可用一条探针就能实现检测，因此，本发明具有成本低、快速、简便、准确的优点。

Description

DNA甲基化检测方法
一、技术领域
本发明涉及一种DNA甲基化的检测方法。
二、背景技术
目前，有几种传统的甲基化检测方法：Southern blot；DNA测序；限制性内切酶-聚合酶链式反应；甲基化特异性聚合酶链式反应(MSP)；甲基化敏感单核苷酸引物延伸(MS-SnuPE)及变性高压液相色谱(DHPLC)等。这些方法虽然被广泛应用但都有各自的局限性。例如可能会丢失一些甲基化信息、检测基因数量有限、不能对甲基化进行定量分析等。最近，一种基于杂交的微阵列技术在基因组范围内检测基因突变及单核苷酸多态性方面取得了长足的进步。该技术的原理是将上千个短片段的寡聚核苷酸排列在玻璃片上用来检测靶序列中所有可能存在的核苷酸改变。Gitan和Adorjan等先后发展了一种甲基化特异性微阵列技术对DNA甲基化进行分析。该方法利用亚硫酸氢盐处理的方法，将基因组中甲基化的胞嘧啶全部转变成胸腺嘧啶，而未甲基化的胞嘧啶不变。根据这种变化，设计寡核苷酸探针来检测脱氧三磷酸胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸位点的甲基化状态。该微陈列虽然能同时检测多个基因的甲基化状态，由于其检测的特异性不高，不能满足临床杂合样品的检测要求。
三、技术内容
技术问题  本发明提供一种针对基因组中脱氧三磷酸胞嘧啶鸟嘌呤二核苷酸位点(CpG位点)进行分析的DNA甲基化检测方法，它具有快速、简便、准确地检测DNA甲基化的优点。
技术方案  一种DNA甲基化检测方法，以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应过程中，将带有标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记物的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定。
有益效果  (1)本发明只对甲基化DNA进行标记，可避免现有技术中同时对甲基化与未甲基化的DNA进行标记而导致检测方法的成本高、准确性差的缺陷，况且本发明针对每条基因可用一条探针就能实现检测，因此，本发明具有成本低、快速、简便、准确的优点。(2)聚合酶链式反应(PCR)扩增时，在引物上标记荧光物，在扩增产物中引入与引物上的荧光物不相同的另一种标记物，根据两种标记物的数量实现甲基化DNA的定量检测，从而进一步提高了本发明的检测准确性。并且本发明具有灵敏度和特异性高的优点。
四、附图说明
图1为实施方案I，II和III的流程图。
图2为实施方案IV的流程图。1为探针，2为手臂分子，3为基片，4为生物素，5为亲合素，6为辣根过氧化物酶(HRP)、碱性磷酸酶或β-半乳糖苷酶，7为胶体金，8为化学发光基图，9为微电极，10为电源，11为Cy3荧光分子，12为Cy5荧光分子。
五、实施方案
实施方案1一种DNA甲基化检测方法，以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应过程中，将带有标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记物的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定。在聚合酶链式反应中选用高保真DNA聚合酶，对于甲基化DNA序列，设计出与之对应的寡核苷酸探针，并制备成芯片，标记物检测方法是通过把聚合酶链式反应产物与寡核苷酸微阵列进行杂交，检测微阵列上不同点上标记物含量，本实施方案选用荧光检测法检测扩增产物中的标记物。为使本发明能够实现甲基化DNA定量检测，聚合酶链式反应扩增时，在引物上标记荧光物，在扩增产物中引入与引物上的荧光物不相同的另一种标记物，根据两种标记物的数量实现甲基化DNA的定量检测，在本实施方案中，采用荧光法进行定量分析，具体操作步骤如下：1、靶序列制备：聚合酶链式反应扩增时引入荧光物Cy5 12标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或脱氧三磷酸鸟嘌呤，引物一端标记荧光物Cy3 11(图2.A)。2、微阵列制备：根据每条靶序列(待测的基因)设计一条互补的捕捉探针1。然后将其固定在基片3(尼龙膜、醋酸纤维素膜)上(图1)。随之与靶序列杂交，充分清洗去除游离的靶序列。3、标准曲线的制备将阳性(完全甲基化)与阴性(未发生甲基化)按不同比例混合。聚合酶链式反应引入荧光后与寡核苷酸微阵列杂交，根据荧光强度比(Cy5∶Cy3)来制备标准曲线(如图2.D)。4、定量分析：根据待测样本的两种荧光强度比，结合标准曲线来确定甲基化的程度。
实施方案2一种DNA甲基化检测方法，以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应过程中，将带有标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定，考虑到使用者能够尽量利用普遍可得的仪器来使用本发明所述方法，本发明选用酶化学法检测扩增产物中的标记物，酶化学检测法的具体操作步骤如下：1、靶序列的制备：从组织或血液中提取基因组DNA，然后经亚硫酸氢盐将未发生甲基化的胞嘧啶(C)转化为尿嘧啶(U)。而甲基化的胞嘧啶则不发生改变。如果组织或血液化中的DNA无甲基化发生，则序列中没有胞嘧啶(C)；如果有甲基化发生则序列含有胞嘧啶。将与甲基化密切相关的一些基因扩增出来。在聚合酶链式反应过程中，引入标有生物素4的脱氧三磷酸(脱氧三磷酸胞嘧啶)胞嘧啶或引入标有生物素4的脱氧三磷酸鸟嘌呤(脱氧三磷酸鸟嘌呤)。只要有甲基化发生，聚合酶链式反应产物就会被标记。而没有发生甲基化的校本就不会被标记。根据这种变化可以对单个或多个基因进行甲基化分析。2、微阵列的制备：根据每条靶序列(待测的基因)设计一条互补的捕捉探针1。然后将其固定在基片3(尼龙膜、醋酸纤维素膜)上(图1)。随之与靶序列杂交，充分清洗去除游离的靶序列。3、结果检测：用标有辣根过氧化物酶、碱性磷酸酶或β-半乳糖苷酶6的亲合素5检测系统对其进行分析(图1)。
实施方案3一种DNA甲基化检测方法，以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应过程中，将带有标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定，为减小背景荧光时检测准确度的影响，本发明选用化学发光法检测扩增产物中的标记物，该方法的操作步骤如下：1、靶序列的制备：从组织或血液中提取基因组DNA，然后经亚硫酸氢盐将未发生甲基化的胞嘧啶(C)转化为尿嘧啶(U)。而甲基化的胞嘧啶则不发生改变。如果组织或血液化中的DNA无甲基化发生，则序列中没有胞嘧啶(C)；如果有甲基化发生则序列含有胞嘧啶。将与甲基化密切相关的一些基因扩增出来。在聚合酶链式反应过程中，引入标有生物素4的脱氧三磷酸胞嘧啶或引入标有生物素4的脱氧三磷酸鸟嘌呤。只要有甲基化发生，聚合酶链式反应产物就会被标记。而没有发生甲基化的校本就不会被标记。根据这种变化可以对单个或多个基因进行甲基化分析。2、微阵列的制备：根据每条靶序列(待测的基因)设计一条互补的捕捉探针1。然后将其固定在基片3(尼龙膜、醋酸纤维素膜)上(图1)。随之与靶序列杂交，充分清洗去除游离的靶序列。3、结果检测，利用化学发光基团8标记的亲合素5系统来直接检测(图1)。
实施方案4一种DNA甲基化检测方法，以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应过程中，将带有荧光标记的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定，在本实施方案中，选用胶体金法检测扩增产物中的标记物，该方法具体操作步骤如下：1、靶序列的制备：从组织或血液中提取基因组DNA，然后经亚硫酸氢盐将未发生甲基化的胞嘧啶(C)转化为尿嘧啶(U)。而甲基化的胞嘧啶则不发生改变。如果组织或血液化中的DNA无甲基化发生，则序列中没有胞嘧啶(C)；如果有甲基化发生则序列含有胞嘧啶。将与甲基化密切相关的一些基因扩增出来。在聚合酶链式反应过程中，引入标有生物素4的脱氧三磷酸(脱氧三磷酸胞嘧啶)胞嘧啶或引入标有生物素4的脱氧三磷酸鸟嘌呤(脱氧三磷酸鸟嘌呤)。只要有甲基化发生，聚合酶链式反应产物就会被标记。而没有发生甲基化的校本就不会被标记。根据这种变化可以对单个或多个基因进行甲基化分析。2、微阵列的制备：根据每条靶序列(待测的基因)设计一条互补的捕捉探针1。然后将其固定在基片3(尼龙膜、醋酸纤维素膜)上(图1)。随之与靶序列杂交，充分清洗去除游离的靶序列。3、结果检测将步骤2中的玻璃片与胶体金7标记的亲合素5结合，经Ag及对苯二酚处理，最后利用检测灰度或导电率来确定有无甲基化发生(图1)。

Claims (8)

1、一种DNA甲基化检测方法，其特征在于以亚硫酸氢盐处理的基因组DNA作为模板，在聚合酶链式反应(聚合酶链式反应)过程中，将带有标记物的脱氧三磷酸胞嘧啶或带有标记物的脱氧三磷酸鸟嘌呤引入到扩增产物中，通过检测标记物，实现DNA甲基化的测定。
2、根据权利要求1所述的DNA甲基化检测方法，其特征是聚合酶链式反应扩增时，在引物上标记荧光物，在扩增产物中引入与引物上的荧光物不相同的另一种标记物，根据两种标记物的数量实现甲基化DNA的定量检测。
3、根据权利要求1或2所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于在聚合酶链式反应中选用高保真DNA聚合酶。
4、根据权利要求1所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于DNA甲基化检测方法选用酶化学法检测扩增产物中的标记物。
5、根据权利要求1所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于DNA甲基化检测方法选用荧光检测法检测扩增产物中的标记物。
6、根据权利要求1所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于DNA甲基化检测方法选用化学发光法检测扩增产物中的标记物。
7、根据权利要求1所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于DNA甲基化检测方法选用胶体金法检测扩增产物中的标记物。
8、根据权利要求1、2、4、5、6或7所述的DNA甲基化检测方法，其特征在于检测带有标记物的扩增产物的方法，可以用DNA芯片，对基因组中甲基化位点进行高通量检测。
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