高通量RNA提取标准化:改良商业试剂盒提升纯度、产量与效率

【字体: 时间:2025年06月28日 来源:Journal of Pharmacological and Toxicological Methods 1.3

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  为解决核酸提取结果不一致的问题,研究人员通过改良商业试剂盒(增加氯仿/乙醇步骤)优化RNA纯度、产量和提取效率(EE),评估了三种磁珠法试剂盒在六种非人灵长类组织及AAV8载体中的表现。结果显示改良方案显著提升RNA质量,为分子生物学和基因治疗提供标准化参考。

  

随着RNA和DNA疗法在慢性病治疗及基因治疗领域的快速发展,对高质量核酸提取的需求日益迫切。然而,当前实验室面临一个严峻挑战:商业提取试剂盒的化学差异和缺乏标准化流程导致结果波动,影响下游应用如RT-qPCR(逆转录定量聚合酶链反应)的可靠性。尤其在使用AAV(腺相关病毒)载体时,非封装基因组和质粒DNA污染可能引发假阳性,这一问题在AAV8(血清型8)等热门载体中尤为突出。

为应对这一难题,Lovelace生物医学研究所的Ruwini D. Rajapaksha团队在《Journal of Pharmacological and Toxicological Methods》发表研究,系统评估了三种磁珠法RNA提取试剂盒(Direct-zol?-96MagBead、Maxwell? HT SimplyRNA、HighPrep? Total RNA Plus)在六种NHP(非人灵长类)组织(脑、心、肾、肝、肺、脾)和AAV8样本中的表现。通过引入氯仿/乙醇改良步骤,结合KingFisher? Flex自动化平台和Xeno? IPC(内参RNA)评估,团队建立了可提升提取效率的标准化方案。

关键技术方法
研究采用磁珠法自动化提取技术,通过添加氯仿/乙醇步骤优化裂解液体系,利用UV分光光度计(260:280 nm比值)和IPC回收率评估RNA纯度与EE。针对AAV8样本,额外检测了非封装基因组清除率(≥98%)。

RNA纯度与产量
改良方案使所有试剂盒的260:280比值趋近2.0(表1-3),其中Direct-zol?-96MagBead表现最优(图1-2)。氯仿步骤显著提升纤维组织(如心脏)的RNA产量(表4),可能通过增强裂解液去蛋白能力实现。

提取效率(EE)提升
Xeno? IPC回收率显示,改良后EE提高30%-50%(图3),尤其在低核酸含量组织(如脾脏)中改善明显。这表明传统方案可能因组织基质差异导致RNA损失。

AAV8样本去污染
MagMAX? mirVana?试剂盒成功清除≥98%质粒DNA和ssDNA(单链DNA)(图4),避免AAV基因组自我扩增引发的假阳性,为基因治疗剂量评估提供可靠基础。

结论与意义
该研究首次提出适用于多组织类型和AAV载体的通用RNA提取改良方案,突破商业试剂盒性能局限。通过标准化氯仿/乙醇步骤,团队实现:

  1. 跨平台一致性:适配不同磁珠化学的试剂盒,减少实验室间差异;
  2. 下游应用兼容性:高纯度RNA满足RT-qPCR和测序要求;
  3. 基因治疗质控:为AAV载体生产建立严格核酸质控标准。

这项工作为分子生物学和制药行业提供了可推广的解决方案,其方法论尤其适用于需要高通量、自动化处理的临床前研究,例如基因药物的PK/PD(药代动力学/药效动力学)分析。未来,该框架可扩展至其他病毒载体或cfRNA(游离RNA)提取场景,推动治疗性核酸产品的标准化进程。

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