凋亡涉及一系列生化活动,这些活动导致特征性的细胞形态和死亡,包括细胞膜的变化,细胞收缩,核碎裂,染色质浓缩,染色体DNA断裂。在发育期和机体均衡期,把不要的细胞除去是非常重要的。过渡凋亡引起营养不足,如脑缺血损伤;而不充分的凋亡导致细胞增殖失控。MicroRNAs (miRNAs)是非编码的小RNA分子,调控30%哺乳动物基因的表达。许多miRNAs对凋亡细胞信号调控有影响,如miR-145,miR-216,miR-182,miR-96 miRNAs的过渡表达导致天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶-3的活性下降。美国Signosis公司开发的miRNA芯片检测凋亡相关的52种miRNAs。检测这些miRNAs的表达有助于揭示凋亡的miRNAs调控机制。
A. 优点:
美国Signosis公司基于其自有的T7-OLA(oligo Ligation Assay)专利技术提供的miRNA芯片具有以下优点
· 分辨力强---能分辨所有同源的miRNA ,所有同源的let7可清楚分辨
· 线性扩增---捕获的miRNAs被T7启动子扩增,没有PCR扩增引入的偏差
· 勿需预纯化---总RNA可以直接进行分析, 勿需预分离
· 操作简单---步骤简单、流畅
B. 原理
miRNA在三个方面与信使核糖核酸不同:(1) miRNAs是相当小的分子,丰度差异较大(2)成熟miRNAs与其前体pre-miRNA和primiRNA共存,只是长度不同(3)许多miRNAs序列非常接近,例如同源分子,只是一个或几个核苷酸不同。所以,常规芯片技术不能直接用于分析这些分子。一些miRNA芯片产品市面上也可买到,但是这些产品或者繁琐需预分离microRNA,或者缺乏分辨力不能区分同源之间的差异,或者对低丰度的miRNAs不够敏感。
对每一个miRNA分子,有二条引物(oligo)来识别,每个引物只识别miRNA一半的序列。其中的一个引物中含有标示序列(Tag),另外一个引物含有T7启动子序列。只有序列完全匹配的时候,两个引物才能和miRNA杂交,形成RNA/DNA的杂合体。即使只有一个核苷酸不匹配都会造成杂交或者随后连接的失败。这也是T7-OLA技术的产品可分辨同源miRNA的原因。为了增加分子的稳定性,该DNA/RNA杂合体被延伸了一段序列(加入的另一对寡核苷酸与上述引物在T7和Tag部位互补)。含有生物素(biotin,B)的短序列通过互补结合到其中的一个引物上。通过结合有亲和素(Streptavidin)的磁珠分离出杂合体。然后,两个引物在T4连接酶的作用下,被连接成一个DNA片断。随后,经过线性扩增(转录),含有生物素的UTP整合到RNA序列中。把转录好的RNA序列和预先准备好的含有不同miRNA序列的膜,进行杂交。最后加入辣根过氧化物酶(HRP)标记的亲和素进行反应,加入发光底物测定。
美国Signosis公司miRNA芯片试剂测定52个凋亡相关的miRNAs及其同源的表达。 步骤简单、流畅,包括三步: (1) 含有miRNA的样品与提供的引物混合,形成RNA/DNA(miRNA/oligo)的杂合体(2)选出杂合体,除去游离的寡核苷酸,在miRNA下两个引物连接成一个DNA片断(3)通过T7转录,扩增连接的DNA片断。