非编码RNA研究不可错过的新工具[新品推荐]

【字体: 时间:2016年08月19日 来源:生物通

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  在mRNA的耀眼光芒下,非编码RNA(ncRNA)一直都是默默无闻的配角。如今,这些ncRNA,包括microRNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)逐渐登上舞台,赢得科学家的关注。非编码RNA有望作为癌症、自闭症、阿尔茨海默病等疾病的生物标志物。研究人员也能够从无创的液体活检样本中检测ncRNA,从而更好地诊断和治疗疾病。现在,我们就来看看ncRNA工具方面的一些进展。

在mRNA的耀眼光芒下,非编码RNA(ncRNA)一直都是默默无闻的配角。如今,这些ncRNA,包括microRNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)逐渐登上舞台,赢得科学家的关注。非编码RNA有望作为癌症、自闭症、阿尔茨海默病等疾病的生物标志物。研究人员也能够从无创的液体活检样本中检测ncRNA,从而更好地诊断和治疗疾病。现在,我们就来看看ncRNA工具方面的一些进展。

分离ncRNA

在ncRNA研究中,研究人员通常纯化出总RNA,再利用引物扩增出感兴趣的ncRNA。对于这个过程的第一步,许多厂商提供了RNA制备试剂盒。例如,QIAGEN提供了一系列试剂盒,它们的不同之处在于所分离RNA的大小。RNeasy试剂盒可分离100 nt及以上的总RNA,而miRNeasy试剂盒可分离18 nt及以上的总RNA。其他厂商也提供相关产品,包括Bio-Rad、Clontech、Epicentre、Promega、Thermo Fisher Scientific和Zymo Research。

随着人们对液体活检的兴趣渐增,QIAGEN也推出了相应的解决方案。据QIAGEN全球产品经理Brian Dugan介绍,exoRNeasy主要用于exosomes的纯化和富集,然后开展总RNA的分离。这家公司也提供miRNeasy血清/血浆试剂盒,稍作修改可用于生物体液。此外,QIAGEN最近还推出了测序lncRNA(和mRNA)的靶向RNA测序试剂盒。

分离ncRNA也是临床肿瘤研究人员的目标,他们希望“通过生物标志物让疗法与患者相匹配,从而实现更好的个性化治疗,”赛默飞世尔的样品制备总经理Jeffrey Franz谈道。“除了检测癌症相关突变,研究人员也希望从RNA中获得信息,指导二线的药物治疗。”不过,那些研究人员正在寻找更高通量的RNA工具。

ncRNA的新工具

许多总RNA提取试剂盒都享受了离心柱的便利,不过,样品通量可能成为限制因素。新的分离工具,如赛默飞的MagMAX™ mirVana™ Total RNA Isolation Kit,通过使用磁珠来加快实验进度。这项操作可手动开展,也能放在自动化流程中,实现每次96个样品的更高通量。

Brian Brown是西奈山伊坎医学院的副教授,他参与了NIH资助的免疫基因组计划(Immgen)。“Immgen的一个目标是确定整个免疫系统的microRNA调控网络,并让它成为科学界的公共资源,”Brown说。“我们的分析包括许多稀有的免疫细胞亚群,如NKT细胞和γδT细胞,它们极其罕见,我们分离到的不足1万个。”

Brown利用QIAGEN的miScript平台开展miRNA图谱分析,因为miScript预扩增系统对处理低丰度样品特别有用。他还利用miScript PCR芯片来分析数百个miRNA。总体来看,Brown认为QIAGEN的工具很有价值,因为它们是一致的。“miScript平台是我们工作中不可缺少的一部分,因为有了它,即使不足1万个细胞也能开展全基因组miRNA分析,”他说。

MilliporeSigma提供的ncRNA工具包括RNA免疫沉淀(RIP)分析,它分离出ncRNA及与之结合的小伙伴。Magna Nuclear RIP™试剂盒可协助研究人员分析与染色质关联的RNA,如lncRNA或miRNA。而Magna ChIRP®试剂盒则是新的RNA纯化染色质分离产品(ChIRP),可分离出lncRNA并研究它们在疾病中的调控作用。

MilliporeSigma的高级产品经理Christian Nievera表示,目前研究人员正在使用该公司的工具来研究ncRNA与疾病之间的关联。“miRNA的例子是let-7,它在调控DICER和c-myc基因表达上发挥关键作用,是癌症和心血管疾病的潜在治疗靶点,”Nievera说。“同时,ChIRP分析也被用于非编码RNA及基因调控的研究,包括lncRNA THRIL如何调控TNFα的表达。”

了解QIAGEN的ncRNA分离和检测产品


样品制备更轻松

一些RNA分析的样品制备已经变得比以往更轻松。例如,赛默飞世尔的Cells-to-CT分析在微孔板的同一个孔中完成细胞裂解、靶向扩增和逆转录。因此,它的目标客户是那些开展高通量筛选的制药公司和研究实验室。用户不需要分离ncRNA,而是直接跳到扩增步骤,Franz说。

Abcam的Firefly Multiplex miRNA分析也是不需要分离或纯化RNA,而是直接检测血液、血浆和血清样品中的miRNA。“我们能直接定量体液中的miRNA,因为我们使用了一种生物惰性的基质,”Abcam的平台创新总经理Dan Pregibon谈道。

这个系统利用凝胶棒检测miRNA,每个棒上带有特定的条形码,以及生物标志物的结合区。多个凝胶棒与样品混合,可实现多重检测,然后在流式细胞仪上读取。检测是在96孔板上进行的,每次可检测每个样品中多达68个miRNA,这让Firefly平台有望用于高通量筛选。研究人员能自定义检测板,但Abcam提供肿瘤学、免疫学和毒理学方面的产品。

Pregibon及其同事正与研究人员合作,利用Firefly技术开发生物标志物特征。这些复杂的早期生物标志物特征通常由10-50个miRNA组成,可用于疾病的早期筛查。Jordan Plieskatt,乔治华盛顿大学的助理研究员,正在利用Firefly平台来开发胆管癌(CCA)的miRNA生物标志物特征,这种癌症往往没有明显迹象,但发现时已经是晚期,无法成功治疗。他希望胆管癌的诊断或预后标志物能够让医生有更多的时间来治疗干预。

肝脏损伤是胆管癌的风险因素之一,比如病毒性肝炎,或在Plieskatt的项目中,肝吸虫Opisthorchis viverrini诱导的损伤。Plieskatt研究了泰国农村地区的一些胆管癌患者,在那里肝吸虫十分普遍。

他表示,Firefly平台满足了他的需求,因为检测只需要少量(30-50 μl)的体液,如血清或血浆。这大大节省了患者的宝贵样本。他还期盼一种无样本制备的检测,以提高通量和降低用户可变性。在他心目中,理想检测是能够在泰国农村现场开展的检测,在单个流程中使用各种可获得的体液。

Abcam正与Plieskatt合作,将Firefly技术应用在纤维卡这种样本采集系统上。这种卡片类似于新生儿血液筛查的那种,可采集血清和血浆样本。在运行检测时,他打孔获得了7mm的圆片,并将它与Firefly流程无缝整合,用干血斑取代了液体基质。

“现在,我有办法在现场采集样本,”Plieskatt说。“我也不需要使用冷链,因为在不同温度下,miRNA在这些纤维卡上保持稳定。”未来,他希望能在泰国当地医院开展分析,而不是将样本带回马萨诸塞州。除了干血斑,Firefly平台也用于其他挑战性样本的miRNA分析,包括肝素血浆和FFPE组织。

Plieskatt可能对Fifefly技术所做的唯一改进是“在一些关键miRNA的水凝胶颗粒上添加比色标签,这样我们就能立即读取结果,”他说。“通过这种方式,我们能够在现场进行初步检测,并在必要时开展更深入的分析。”

总的来说,有了今天的RNA工具,科学家能够借助组学的力量来揭开错综复杂的ncRNA调控网络,更深入地了解各种疾病及其调控,比如免疫系统与癌症是如何相互作用的。

(作者:Caitlin Smith / 生物通编译)

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