楊靜,姚冬明,錢(qián)軍,王翠竹,楊小飛,林江,李云,陳星星,肖高飛,馬吉春
(江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院1.血液科,2.中心實(shí)驗(yàn)室,江蘇 鎮(zhèn)江212002)
RNA剪接是真核細(xì)胞基因表達(dá)中一個(gè)非常重要的生物過(guò)程,它通過(guò)選擇性剪切在維持蛋白質(zhì)的多樣性方面起著重要的作用[1-2]。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),腫瘤中存在的RNA剪接的異常改變可引起多個(gè)基因突變的發(fā)生[2-3]。SF3B1蛋白是剪切因子3b蛋白復(fù)合物的一個(gè)亞單位,在RNA剪接過(guò)程中發(fā)揮著重要作用[4]。最新研究發(fā)現(xiàn),6.5% ~28.1%的骨髓增生異常綜合征(myelodysplastic syndrome,MDS)和5% ~15%的慢性淋巴細(xì)胞白血病患者中存在著SF3B1基因突變,其突變位點(diǎn)主要發(fā)生于密碼子E622、H662、K666 和 K700[5-11]。高分辨熔解曲線(xiàn)分析(high-resolution melting analysis,HRMA)是一種靈敏度高、特異性好、可靠及快速的突變檢測(cè)方法[12]。我們擬建立HRMA技術(shù)檢測(cè)MDS患者的SF3B1基因突變。
我院血液科初診MDS患者30例,其中男18例,女12例;年齡 30~78歲,平均年齡58歲。MDS診斷按 WHO標(biāo)準(zhǔn)[13],其中難治性貧血(refractory anemia,RA)9例、伴環(huán)形鐵粒幼細(xì)胞的難治性貧血(RA with ringed sideroblasts,RARS)1例、伴多系病態(tài)造血的難治性血細(xì)胞減少癥(refractory cytopenia with multilineage dysplasia,RCMD)18例、伴環(huán)形鐵粒幼細(xì)胞的RCMD(RCMDRS)2例。本研究獲得了江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。
Ficoll-Hypaque,上海試劑二廠(chǎng);基因組DNA提取試劑盒,Gentra公司;PCR試劑,X-gal和 IPTG,TaKaRa公司;Taq DNA酶,MBI Fermentas公司;AxyPrep DNA凝膠回收試劑盒,AxyPrep質(zhì)粒提取試劑盒,PCR耗材,Axygen公司;T4 DNA連接酶,Promega公司;1×LCGreen Plus,Idaho公司;PCR引物和溫度內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)品片段序列由上?;瞪锕こ碳夹g(shù)服務(wù)有限公司合成;ABI7300 PCR儀,美國(guó)ABI公司;凝膠成像儀,英國(guó) Syngene公司;LightScanner分析儀,美國(guó)Idaho公司。
用人淋巴細(xì)胞分離液(Ficoll-Hypaque)分離骨髓單個(gè)核細(xì)胞,應(yīng)用基因組DNA提取試劑盒提取基因組DNA,-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
應(yīng)用LightScanner引物設(shè)計(jì)軟件 V 1.0(Idaho Technology,Salt Lake City,Utah)設(shè)計(jì)針對(duì)4個(gè)突變位點(diǎn)的引物,引物序列見(jiàn)表1。25 μL PCR反應(yīng)體系包括 1×PCR 緩沖 液、0.25mmol/L dNTP、2.5 mmol/L MgCl2、引物 0.8 μmol/L、高溫和低溫內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)品 0.8 μmol/L[14]、1 × LCGreen Plus、1 U Taq DNA酶及樣本DNA 50 ng。將25 μL體系置于PCR儀上進(jìn)行PCR擴(kuò)增。反應(yīng)條件為95℃預(yù)變性5 min,然后94 ℃ 30 s,60 ℃ 30 s,72 ℃ 延伸 30 s,共40個(gè)循環(huán),72℃延伸7 min。
將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物置于LightScanner分析儀中,從55℃到95℃以0.1℃/s逐步加熱,應(yīng)用CALLIT 2.0軟件(美國(guó)Idaho Technology公司)對(duì)采集后的熒光曲線(xiàn)進(jìn)行分析,應(yīng)用低溫內(nèi)標(biāo)和高溫內(nèi)標(biāo)的Tm值對(duì)標(biāo)本進(jìn)行校準(zhǔn)、標(biāo)化處理。
應(yīng)用ABI 3730 DNA測(cè)序儀來(lái)驗(yàn)證HRMA檢測(cè)的結(jié)果,測(cè)序引物序列見(jiàn)表1。
表1 高分辨熔解曲線(xiàn)分析及DNA測(cè)序的PCR引物序列Tab 1 Primers for high-resolution melting analysis and DNA sequencing
溫度內(nèi)標(biāo)校準(zhǔn)品能使PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的熔解曲線(xiàn)較校準(zhǔn)前更為均一(圖1a和1b)。通過(guò)HRMA結(jié)果中熔解曲線(xiàn)和熔解峰的形狀能對(duì)SF3B1基因突變進(jìn)行鑒別。30例MDS標(biāo)本中2例呈現(xiàn)復(fù)雜坡度的標(biāo)化熔解峰(圖1c和1d),為突變型SF3B1基因標(biāo)本;而其余標(biāo)本均呈現(xiàn)典型而對(duì)稱(chēng)的標(biāo)化熔解曲線(xiàn)和熔解峰,為野生型SF3B1基因標(biāo)本。2例突變分別見(jiàn)于1例RARS患者和1例RCMD-RS患者。
對(duì)30例標(biāo)本進(jìn)行DNA測(cè)序驗(yàn)證,結(jié)果顯示,具有異常熔解曲線(xiàn)的2例標(biāo)本中1例為K666M雜合性突變,即 c.1997A>T(AAG→ATG);1例為K700E雜合性突變,即c.2098A>G(AAA→GAA),其余例標(biāo)本均為野生型。見(jiàn)圖2。
我們對(duì)1例具有SF3B1 K700E突變的MDS標(biāo)本的突變PCR產(chǎn)物和野生型PCR產(chǎn)物進(jìn)行克隆,然后應(yīng)用野生型克隆對(duì)突變型克隆進(jìn)行稀釋(分別含突變型100%、50%、25%、10%、5%、2%、1%和 0%),HRMA 檢測(cè)SF3B1 K700E突變的靈敏度為5%,即0.05(圖3)。
圖1 30例骨髓增生異常綜合征患者SF3B1基因突變的高分辨熔解曲線(xiàn)Fig 1 High-resolution melting analysis results of SF3B1 mutations in 30 patients with myelodysplastic syndrome
圖2 骨髓增生異常綜合征患者中K666M與K700E突變的測(cè)序結(jié)果Fig 2 Sequencing results of K666M and K700E mutations in patients with myelodysplastic syndrome
圖3 高分辨熔解曲線(xiàn)分析檢測(cè)SF3B1基因突變的靈敏度Fig 3 Sensitivity of high-resolution melting analysis in detecting SF3B1 mutations
RNA剪接是一個(gè)多步驟依次進(jìn)行的生物過(guò)程,剪接體在這個(gè)過(guò)程中起著重要的作用,其由5個(gè)小核糖核蛋白(snRNP)復(fù)合體組成,包括U1、U2、U4、U5、U6 和50 ~100 種非 snRNP[15]。其中,小核糖核蛋白 U2由剪接因子 3A(SF3A)、剪接因子 3B(SF3B)及12 S RNA 亞基組成[15],SF3B1 參與剪接體組裝的早期過(guò)程。目前發(fā)現(xiàn)SF3B1基因突變主要為K700E突變,此外還有E622、H662、K666等突變,主要見(jiàn)于骨髓中以環(huán)形鐵粒幼紅細(xì)胞為特征的MDS亞型[5-9]。研究發(fā)現(xiàn),伴有 SF3B1 基因突變者的總體生存率高于未突變者,且向急性髓系白血病轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)率較未突變者低[6-7]。
目前,DNA直接測(cè)序法常被用來(lái)檢測(cè)SF3B1基因突變[5-8]。本研究中,我們建立了一種快速的、高通量的HRMA技術(shù)來(lái)檢測(cè)SF3B1基因突變。與其他技術(shù)相比,HRMA技術(shù)成本低、省時(shí)、省力,無(wú)需序列特異性探針,且一個(gè)人一次能獨(dú)立完成多達(dá)96個(gè)DNA標(biāo)本的突變檢測(cè)。只有被HRMA檢測(cè)出的突變樣本才需要進(jìn)行DNA測(cè)序驗(yàn)證。從提取基因組DNA開(kāi)始到完成突變檢測(cè)分析過(guò)程,HRMA只需2.5 h,而直接DNA測(cè)序法整個(gè)過(guò)程需要4 d。此外,PCR產(chǎn)物可以直接進(jìn)行HRMA突變檢測(cè),無(wú)需后續(xù)處理;并且,HRMA的靈敏度能達(dá)到0.05。雖然我們初步檢測(cè)到SF3B1基因的突變率(6%)低于其他文獻(xiàn)的報(bào)道[5-8],這有可能由于我們篩查的骨髓標(biāo)本中以環(huán)形鐵粒幼紅細(xì)胞為特征的MDS亞型類(lèi)比較少,而不是由應(yīng)用的技術(shù)所導(dǎo)致。本研究結(jié)果顯示,3例骨髓中伴有環(huán)形鐵粒幼細(xì)胞增多的患者中存在2例SF3B1基因突變,即SF3B1基因突變常見(jiàn)于RARS與RCMD-RS這兩類(lèi)MDS亞型,這與其他文獻(xiàn)報(bào)道一致。
總之,我們建立了一種高通量、快速、特異和靈敏度高的篩選SF3B1基因突變的HRMA方法,該方法更適用于對(duì)臨床標(biāo)本進(jìn)行SF3B1基因突變的分子診斷。
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江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2013年1期