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如何快速发现肿瘤特异性外泌体RNA分子标志物

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年3月21日 来源:表观生物

摘要:

  外泌体所携带的这些 RNA 统称为外泌体来源 RNA,具有完整的序列结构和生物活性,有望作为液体活检分子标志物诊,在精准医学发展上有着光明的前景。表观生物技术团队结合最新的高通量测序技术和生物信息分析方案,倾力打造外泌体RNA分子标志物开发的转化医学整体解决方案!

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在当前精准医学的大背景下,液体活检作为一项重要的创新技术,有望在癌症早期筛查与诊断、治疗方案指导、疗效评估及预后测评领域发挥作用,具有极高的临床应用价值和市场前景。液体活检主要包括检测血液中游离的循环肿瘤细胞(circulating tumor cell,CTC)、循环肿瘤DNA (circulating tumor DNA,ctDNA) 和外泌体等。

外泌体为大小30 ~100 nm 的细胞外泌性囊泡,具有脂质双层膜结构。近年研究显示,外泌体是细胞与细胞间通讯的重要的分子,参与诸多生理与病理过程。外泌体中不仅包含蛋白质成分,还包括一些RNA成分,如微小 RNA( microRNA,miRNA) 、长链非编码RNA和mRNA、环状RNA(circular RNA,circRNA)。外泌体所携带的这些 RNA 统称为外泌体来源 RNA,具有完整的序列结构和生物活性,有望作为液体活检分子标志物,在精准医学发展上有着光明的前景。

相比与传统液体活检所检测的cfDNA和CTC,外泌体具有以下优势:

1. 外泌体在体液中具有更高的浓度含量,有利于肿瘤的早期诊断;
2. 外泌体的脂膜结构对所包含的核酸分子起到良好的保护作用,具有更高的稳定性;
3. 外泌体的粒径较小,通透性强,容易到达各种体液中,为液体活检提供重要的前提条件;
4. 外泌体包含丰富的核酸分子,从mRNA、lncRNA和circRNA等大RNA分子层面更容易发现肿瘤特异的分子标志物[1][2]。

表观生物通过反复比较测试多种外泌体的提取技术,最终择优采用Qiagen exoRNeasy Serum/Plasma Maxi Kit试剂盒,该试剂盒来源于首个通过FDA批准的外泌体诊断公司--美国Exosome Diagnostics, Inc.的核心技术,能够在25分钟内快速纯化得到细胞外囊泡,并获得更为全面的高纯度RNA分子,适合用于检测外泌体中的环状RNA及其他长片段的线性RNA。 表观生物技术团队结合最新的高通量测序技术和生物信息分析方案,倾力打造外泌体RNA分子标志物开发的转化医学整体解决方案!

项目流程

测序方案

1) 测序平台:Illumina HiSeq X10/Hiseq 4000
2) 测序模式:PE150
3) 测序数据量:>8G/样本
4) 适用物种:人
5) 样本类型:限人血浆(推荐)或者血清,每个样本2-4ml体积

分析内容

1. 去接头污染,去低质量reads和测序质量评估
2. 参考基因组比对
3. 全基因组reads分布图谱
4. 环状RNA预测
5. 环状RNA表达差异分析
6. mRNA表达差异分析
7. 差异基因KEGG、GO分析
8. 差异lncRNA分析

参考案例

来自复旦大学的科研人员首次发现了exosomes内含有大量circRNA[3]。

研究者从MHCC-LM3肝癌细胞以及此细胞来源的exosomes中分别提取总RNA(去除核糖体RNA),进行RNA-seq分析,发现exosomes中的circRNA比exosomes来源细胞中的circRNA丰富得多。

通过exosomal RNA测序方法,研究者发现人血清exosomes也含有大量完整稳定的circRNA,并且结直肠癌病人血清exosomes中的circRNA与正常人差异明显,肿瘤来源的exo-circRNA有望成为癌症检测的潜在生物标志物。

(G) 血液中外泌体环状RNA在全基因组的位置分布 
(H) 血清外泌体环状RNA的序列长度分布

(M) 正常人血清和直肠癌病人血清外泌体环状RNA的表达谱差异比较
(N) qRT-PCR 检测circ-KLDHC10 的表达水平在正常血清和直肠癌病人血清中有明显差异。

参考文献:
[1]Zheng Q, Bao C, Guo W, et al. Circular RNA profiling reveals an abundant circHIPK3 that regulates cell growth by sponging multiple miRNAs[J]. Nature communications, 2016, 7.
[2]Guarnerio J, Bezzi M, Jeong J C, et al. Oncogenic role of fusion-circRNAs derived from cancer-associated chromosomal translocations[J]. Cell, 2016, 165(2): 289-302.
[3]Li Y, et al,.Circular RNA is enriched and stable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis.Cell Res. 2015 Aug;25(8):981-4.

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【关于表观生物】

广州表观生物科技有限公司(简称表观生物 Guangzhou Epibiotek Co.,Ltd.)2016年在广州科学城成立,是由多位归国资深生物技术专家共同创办的高新技术企业。表观生物专注于医学表观遗传与转录调控研究领域,提供尖端的GRO-seq、CLIP-seq、ChIP-seq、外泌体环状RNA测序、Crispr cas9高通量筛选、生物信息分析等科技服务,致力于成为全球领先的表观遗传学研究服务提供商。

邮箱:service@epibiotek.com
网址:
www.epibiotek.com
电话:020-89855770  400-775-0875
地址:广州市经济技术开发区国际企业孵化器E406

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