CN110241199A - miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用 - Google Patents
miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种miR‑584‑5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用。本发明首次公开了miR‑584‑5p与急性呼吸窘迫综合征相关,本发明分析发现,miR‑584‑5p在正常血清、ARDS患者发病时的血清和ARDS患者死亡时的血清中的表达具有显著性差异,因此推断并验证了miR‑584‑5p能够作为ARDS的血清学生物标记物,可单独用来对ARDS患者进行快速的无创性筛查,辅助ARDS病理鉴定及临床诊断;便于在血清水平上对ARDS患者的发病程度进行判断、对ARDS病情的发展方向进行预测,以确保患者得到积极治疗,同时也便于医务人员根据诊断结果采取合适的诊疗措施,具有良好的临床应用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物技术和医学领域,具体涉及miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用。
背景技术
急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是由肺内原因和/或肺外原因引起的,其典型特征就是顽固性低氧血症,是一种临床综合征,患者的死亡率极高。ARDS的发病原因繁多,不同病因所致发病机制各有不同,且同一个体暴露在不同的环境因素下产生的发病率和致死率也都不同,最为复杂的是该疾病会随着时间的迁移而发生改变。临床表现多呈急性起病、呼吸窘迫、以及难以用常规氧疗纠正的低氧血症等;关于ARDS的鉴定,国际上多采用“柏林定义”进行诊断、治疗的指导以及危重程度划分。目前,对于ARDS的治疗方法主要包括机械通气治疗与非机械通气治疗两大类,但其治疗效果十分有限,需要开发新的治疗方法。
MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为15-22bp的非编码单链RNA分子,在组织和时间上具有特异性,参与调节其特异靶基因的表达,从而控制蛋白的产生,具有调节发育时序、细胞增殖、分化、代谢、凋亡与应激等功能,参与调节多种疾病。已经有大量的实验证明了miRNA在多种疾病中的发生与发展过程中呈现出不同的表达水平,可以作为筛查和诊断以及治疗方案的选择和预后分析的潜在指标。
传统的检测方法中,miRNA表达水平的检测一般需要采集患者病灶,取材十分不便,而且会对患者造成创伤。近年来研究人员发现在血浆和血清中也存在独立于细胞之外并且即使在严酷环境下也能明显保持稳定的miRNA分子,而作为生物检测样本,血清具有取材方便、无创伤性、并可连续的体外检测的优点,使得基于miRNA定性和定量检测技术寻找癌症特异性的血清miRNA作为分子标记的方法比传统的蛋白分子标记方法将更加有效,进而可以克服分子标记在抗体制备和定量分析上发展所遇到的瓶颈。因此,开发一种可辅助ARDS治疗和诊断的血清miRNA作为生物标记物,具有广泛的科研价值和临床应用前景。
发明内容
本申请的发明目的是提供miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用。
为实现上述发明目的,本申请的技术方案如下:
miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用。
miR-584-5p是一种本领域技术人员公知的miRNA,所述的miR-584-5p具有如SEQID No.1所示的核苷酸序列。被授权公告号为CN 107034283 B的中国发明专利将miR-584-5p与其他几种miRNA组合(miR-153、miR-188和miR-483),用作胰腺癌药物耐受性筛选标记物;miR-584-5p也被申请号为CN 201810878450.9的中国发明专利申请用作与肺腺癌辅助诊断相关的血清miRNA标记物。
不管是用在诊断哪种疾病,miRNA的作用都是辅助诊断,需要结合主要检测手段的检测结果来判断。肺腺癌主要发生在支气管腺体内,其中以小支气管居多,以周围型肿块常见,主要的检测手段是胸部X射线或CT;而急性呼吸窘迫综合征(以下简称ARDS)的主要临床表现是肺部的氧饱和度低,主要通过血气分析仪来进行检测和诊断。可见,ARDS与肺腺病的临床表现、发病过程完全不同,目前miR-584-5p尚未被公开与急性呼吸窘迫综合征相关。
本发明分析发现,miR-584-5p在正常血清、ARDS患者发病时的血清和ARDS患者死亡时的血清中的表达具有显著性差异,因此推断并验证了miR-584-5p能够作为ARDS的血清学生物标记物,可单独用来对ARDS患者进行快速的无创性筛查,辅助ARDS病理鉴定及临床诊断;便于在血清水平上对ARDS患者的发病程度进行判断、对ARDS病情的发展方向进行预测,以确保患者得到积极治疗,同时也便于医务人员根据诊断结果采取合适的诊疗措施,具有良好的临床应用前景。
本申请还提供了一种用于检测miR-584-5p表达水平的PCR引物,该用于检测miR-584-5p表达水平的PCR引物包括:
miR-584-5p上游引物:5’-GGTTATGGTTTGCCTGGGA-3’;
miR-584-5p下游引物:5’-CAGTGCGTGTCGTGGAGT-3’。
本申请还提供了一种用于辅助筛查或诊断ADRS的试剂盒,该试剂盒中含有上述用于检测miR-584-5p表达水平的PCR引物,以及用于检测内参基因表达水平的PCR引物。
作为优选,所述的内参基因为5SrRNA,所述的用于检测内参基因表达水平的PCR引物包括:
5SrRNA上游引物:5’-GTCTACGGCCATACCACCCTGAA-3’;
5SrRNA下游引物:5’-AAGCCTACAGCACCCGGTATTCC-3’。
作为优选,所述的试剂盒还包括用于提取待测血清样品总RNA的总RNA提取体系,以及用于将提取的总RNA逆转录为cDNA的逆转录体系。
所述的逆转录体系包括miR-584-5p逆转录引物,该miR-584-5p逆转录引物的具有如SEQ ID No.2所示的核苷酸序列。
与现有技术相比,本发明的有益效果体现在:
本发明首次发现miR-584-5p在正常血清、ARDS患者发病时血清和ARDS患者死亡时血清中的表达具有显著性差异,因此推断并验证了miR-584-5p能够作为ARDS的血清学生物标记物,可单独用来对ARDS患者进行快速的无创性筛查,辅助ARDS病理鉴定及临床诊断;便于在血清水平上对ARDS患者的发病程度进行判断、对ARDS病情的发展方向进行预测,以确保患者得到积极治疗,同时也便于医务人员根据诊断结果采取合适的诊疗措施,具有良好的临床应用前景。
附图说明
图1为miR-584-5p在ARDS患者发病时血清样本和正常血清样本中的差异性表达分析结果;
图2为miR-584-5p在ARDS患者死亡时血清样本和ARDS患者发病时血清样本中的差异性表达分析结果;
图3为miR-584-5p在ARDS患者死亡时血清样本和正常血清样本中的差异性表达分析结果;
其中,Disease表示ARDS患者发病时血清样本,health表示正常血清样本,Death表示ARDS患者死亡时血清样本;Relative expression表示相对表达量。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案做进一步详细说明。
实施例1
本实施例所使用的ARDS血清样本(包括ARDS患者发病时血清样本11例,ARDS患者死亡时血清样本10例)来自2013年12月~2016年2月间在浙江省杭州市西溪医院接受治疗的ARDS患者的全血,入组患者要求年龄大于或等于18岁,心功能健全,非孕妇和哺乳期患者。本发明所采用的正常血清对照样本来自健康志愿者(20例)。
本实施例中所使用的试剂,如氯仿,异丙醇,乙醇,DNA聚丙烯酰胺凝胶电泳试剂等常规生化试剂,均购于上海生工公司;PCR扩增试剂(含10×buffer、dNTPs mixture)及反转录反应所用试剂,如RNase抑制剂、M-MLV反转录酶、5×M-MLV缓冲液以及反转录用dNTP混合物(各10mM,RNase-free),均购自TaKaRa公司;基于DNA染料法的荧光定量PCR检测试剂盒(含real-time PCR Master Mix、50×ROX reference)为南京诺唯赞公司产品;所有引物委托上海生物工程有限公司合成。
1、制备血清样本
全血样本来自ARDS患者和健康志愿者。
1)取外周血3ml注入清洁干燥的离心管,立即置于37℃恒温培养箱斜置1-2h;
2)4℃斜置3-4h,析出的血清移到新离心管中;
3)凝血块以4℃,4000rpm,离心10min,小心吸取上清;
4)合并步骤2)和步骤3)所得的两次血清,4℃,4000rpm离心10min,小心吸取上清转至1.5ml离心管中,获得血清。
每个全血样本均采用上述方法处理后分别保存于-80℃冰箱,待用。
2、提取总RNA1)将ARDS血清于-80℃下取出,于4℃下缓慢溶解;
2)用移液器吸取血清样本200μl,加入到1.5ml无RNase EP管中,加入800μlTrizol,置于涡旋仪剧烈涡旋混匀至充***解,直到看不到悬浮物;室温静置15min;
3)加200μl氯仿;剧烈混合15s,静置分层5min;看到有分层现象时12000g,4℃离心15min,用移液器取上清液体(大概500μl)转移到新的1.5ml收集管中,加等体积倍上清体积的异丙醇,上下颠倒混匀,静置20min;
4)在4℃,12000g离心10min;弃上清;
5)加1ml75%乙醇(用无水乙醇和DEPC水配制)洗涤沉淀,洗涤时弹起沉淀;
6)在4℃,7500g离心5min,弃上清,室温干燥;
7)加60℃的DEPC水重溶沉淀;
8)NanoDrop 2000检测总RNA的含量及纯度。
3、Solexa测序
随机选取5例ARDS患者血清样本和5例正常血清样本进行solexa测序,实验由联川生物公司(http://www.lc-bio.com/)完成,公司采用新一代illumina/solexa平台,通过测序我们可以获得样品中已知和未知的miRNA,以及他们的大小和长度。其优点就是可以发现未知的miRNA,同时,与前一代测序平台相比,数据的可靠性大大提高。
4、设计引物
根据测试结果,设计用于逆转录和扩增各miRNA和内参基因5sRNA的引物,其中miR-584-5p(其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示)和内参基因5sRNA的逆转录引物和PCR引物分别如下:
miR-584-5p逆转录引物(SEQ ID No.2):5’-GTCGTATCCAGTGCGTGTCGTGG
AGTCGGCAATTGCACTGGATACGACCTCAGTC-3’;
miR-584-5p上游引物(SEQ ID No.3):5’-GGTTATGGTTTGCCTGGGA-3’;
miR-584-5p下游引物(SEQ ID No.4):5’-CAGTGCGTGTCGTGGAGT-3’。
5SrRNA上游引物(SEQ ID No.5):5’-GTCTACGGCCATACCACCCTGAA-3’;
5SrRNA下游引物(SEQ ID No.6):5’-AAGCCTACAGCACCCGGTATTCC-3’。
5、逆转录
逆转录反应体系如下:
表1逆转录反应体系
将各试剂按表1所示依次加入到无RNase的Ep管中,进行逆转录反应,反应条件设置为:
42℃ 60min
70℃ 15min
4℃ ∞
反应完毕后,保存于4℃冰箱。
本实施例针对miR-584-5p设计了特异性的茎环结构反转录引物,单独进行如上操作,单管合成cDNA。
6、荧光定量PCR
荧光定量PCR反应体系如表2:
表2荧光定量PCR反应体系
将各试剂按表2所示顺序依次加入到200μl Ep管中混匀后稍离心,在ABI 7500中进行荧光定量PCR反应,反应参数设置为:
7、数据处理
根据Solexa测序结果分析,获得miR-584-5p在正常人样本和ARDS患者样本中存在显著差异表达,检测到miR-584-5p在两个样本中的表达水平均高于平均表达水平,差异表达水平高于两倍;具体数据见下表。
表3 Solexa测序结果及差异倍数分析
注:在正常血清中miRNA的有效数据总数为7093348,在ARDS病人血清中有效数据总数为8657112;测序中共有20条miRNA下调,10条上调。
在采用荧光定量PCR定量检测miRNA的相对表达变化量时,以5sRNA为内参基因,来对目标基因进行归一化处理,以确保在相等数量的样品中比较目标基因的量。表达量倍数的变化用以下公式计算:
RQ=2-△△CT;
△△CT=(CT miRNA-CT 5sRNA)ARDS r-(CT miRNA-CT 5sRNA)MeanNormal;
其中,RQ代表相对表达量(relative quantation),CT miRNA和CT 5sRNA分别代表荧光定量检测到的目标miRNA和内参基因5sRNA的Ct值,ARDS代表ARDS血清,Health代表与ARDS血清对应的正常对照组,Mean health代表所有正常对照组中的平均值。
以上数据,即Ct值均可由荧光定量检测仪配带的检测软件阅读出。定量中设立重复实验和阴性对照实验,定量实验的每个样本重复3次,阴性对照中不加模板cDNA,而以水代替,用于检验是否存在PCR污染和较高的引物二聚体污染。
荧光定量数据的统计学分析采用SPSS统计分析软件。miRNA在两样本中的相对表达量分析采用levene’s卡方检验和independent-samples t检验,当P值≤0.05时,认为结果在统计学上具有显著性差异,当P值<0.01时,认为结果在统计学上具有极显著性差异。
miR-584-5p在ARDS患者发病和健康的血清中表达的差异性分析的直观表现通过绘制含误差线的柱状图(如图1)实现;miR-584-5p在ARDS患者死亡时血清跟各自均与正常血清中miR-584-5p表达量相比,其表达倍数差异性分析的直观表现通过绘制柱状图实现,如图2;miR-584-5p在ARDS发病和死亡时血清中表达差异性分析的直观表现通过绘制含误差线的柱状图(如图3)。均采用GraphPad Prism 7软件进行绘图。
本发明运用SPSS软件进行单样本T检验和独立样本T检验,分析了目标miRNA在收集到的11例ARDS患者发病血清样本和20例正常血清样本中表达的差异性,由图1可见,miR-584-5p在ARDS发病时血清和正常血清中的表达水平具有极显著的差异性(RQ=0.377,P=0.003);结果表明miR-584-5p在血清中的表达水平可反映ARDS的病理特点,进而确定了miR-584-5p在血清学水平上可作为ARDS的生物标记物来指示该疾病的临床病理情况。
对疾病的不同发展阶段的miR-584-5p表达相关性进行分析,可用于预测ARDS的发展方向或判断患者所处的发展阶段。本实施例对11例ARDS患者发病血清样本和10例ARDS患者死亡时血清样本中miR-584-5p的差异性表达分析结果如图2。由图2可见,在发病时血清样本和死亡时血清样本中miR-584-5p(P=0.017)的表达量有显著差异,miR-584-5p在患者刚发病时的表达量比死亡时的表达量要低;这对于ARDS病人分期诊断有重要的指导意义。
miR-584-5p在10例ARDS患者死亡时血清样本及其20例正常血清样本中表达的差异性分析结果如图3。由图3可见,miR-584-5p在ARDS患者死亡时的血清中表达显著降低,且已达到了极显著水平(RQ=0.63,P=0.004)。因此根据miRNA在ARDS血清中的表达情况可明显区分死亡时血清和正常血清,也具有较好的参考价值:由图1、图2和图3的分析结果可以看出,发病血清样本和死亡时血清样本中miR-584-5p的表达量均比正常血清样本显著降低,而发病血清样本比死亡时血清样本具有更低的miR-584-5p表达量,在临床上可以根据比对结果判断患者发病后是否存在死亡的趋势,因为ARDS发病后,随着病程发展,无论是治愈还是趋向死亡,miR-584-5p的表达量均存在上升的趋势,但治愈后miR-584-5p的表达量是比死亡要高的,且两者存在显著性差异。这与传统方法中根据ARDS的发病程度来判断发病后的病程发展具有更高的准确率和精准度,能够及时为医护人员调整治疗方向提供依据。
序列表
<110> 杭州市西溪医院
<120> miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 22
<212> RNA
<213> 人(human)
<400> 1
uuaugguuug ccugggacug ag 22
<210> 2
<211> 55
<212> DNA
<213> 人工合成序列(Unknown)
<400> 2
gtcgtatcca gtgcgtgtcg tggagtcggc aattgcactg gatacgacct cagtc 55
<210> 3
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工合成序列(Unknown)
<400> 3
ggttatggtt tgcctggga 19
<210> 4
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工合成序列(Unknown)
<400> 4
cagtgcgtgt cgtggagt 18
<210> 5
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工合成序列(Unknown)
<400> 5
gtctacggcc ataccaccct gaa 23
<210> 6
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工合成序列(Unknown)
<400> 6
aagcctacag cacccggtat tcc 23
Claims (8)
1.miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用。
2.如权利要求1所述的miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用,其特征在于,所述的miR-584-5p具有如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。
3.如权利要求1所述的miR-584-5p在作为急性呼吸窘迫综合征生物标记物中的应用,其特征在于,所述的急性呼吸窘迫综合征生物标记物为血清学生物标记物。
4.一种用于检测miR-584-5p表达水平的PCR引物,其特征在于,包括:
miR-584-5p上游引物:5’-GGTTATGGTTTGCCTGGGA-3’;
miR-584-5p下游引物:5’-CAGTGCGTGTCGTGGAGT-3’。
5.一种用于辅助筛查或诊断ADRS的试剂盒,其特征在于,含有如权利要求4所述的用于检测miR-584-5p表达水平的PCR引物,以及用于检测内参基因表达水平的PCR引物。
6.如权利要求5所述的用于辅助筛查ADRS的试剂盒,其特征在于,所述的内参基因为5SrRNA,所述的用于检测内参基因表达水平的PCR引物包括:
5SrRNA上游引物:5’-GTCTACGGCCATACCACCCTGAA-3’;
5SrRNA下游引物:5’-AAGCCTACAGCACCCGGTATTCC-3’。
7.如权利要求6所述的用于辅助筛查ADRS的试剂盒,其特征在于,还包括用于提取待测血清样品总RNA的总RNA提取体系,以及用于将提取的总RNA逆转录为cDNA的逆转录体系。
8.如权利要求7所述的用于辅助筛查ADRS的试剂盒,其特征在于,所述的逆转录体系包括miR-584-5p逆转录引物和5SrRNA逆转录引物,该miR-584-5p逆转录引物的具有如SEQ IDNo.2所示的核苷酸序列。
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PB01 | Publication | ||
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