读医学网
4 位国内外大牛齐授血液 DNA、RNA、蛋白研究秘诀
发布时间：2017-03-23 09:05 类别：医学前沿资讯 标签：蛋白 秘诀 来源：未知
4 位国内外大牛齐授血液 DNA、RNA、蛋白研究秘诀
作者：子非鱼 来源：解螺旋 日期：2017-03-21
每个细胞都是一座城，城中则挤满了核酸分子和蛋白质等原住居民。血液作为绕城而行护城河滋养着每座城的同时也积淀着大量的宝藏。小个子外泌体（30-100nm）、大块头微囊泡（1000nm）及细胞分泌物（核酸分子）等外来移民们不停地穿梭于护城河之中，并形成一股无形的纽带连接着每座城。
每个细胞都是一座城，城中则挤满了核酸分子和蛋白质等原住居民。血液作为绕城而行护城河滋养着每座城的同时也积淀着大量的宝藏。小个子外泌体(30-100nm)、大块头微囊泡(1000nm)及细胞分泌物(核酸分子)等外来移民们不停地穿梭于护城河之中，并形成一股无形的纽带连接着每座城。 即是移民，其身上总会烙印着家乡(原活细胞)的印迹。比如偏爱护犊子的外泌体(exosome)，它就将自家娃(蛋白质、RNA、DNA 片段)保护的极好，随便单拎一个娃出来都成为故乡的最佳代表，而这完全归功于它对核酸酶、蛋白酶等危险因子不余遗力地扫地出门。它的这种拼尽全力的姿势，落在肿瘤细胞的眼里后深得其欢心，虽然它长时间不被人们所重视，却早已被肿瘤纳为在机体中转移探路的先锋部队。 好在亡羊补牢为时不晚，现阶段不少研究者正于护城河中挖宝追踪，并期冀撸清楚外来移民与肿瘤之间千丝万缕的关系，进而可以早期诊断或监测疾病。无奈，对外来移民的安检(检测)方法一直都处于探索阶段，很难统一标准化。因而 The Scientist 杂志的多位牛人分享了自家隔离外来移民的战略方针，并贡献出了相应的注意事项和实验技巧。 DNA 甲基化图谱分析 研究者：香港中文大学的卢煜明(Dennis Yuk-ming Lo)教授，他是无创产前诊断的奠基人，一生致力于人体内血液的 DNA 研究，并率先提出了在孕妇血液中检测胎儿 DNA 的理论。(大家是不是很熟悉呀，没错，他就是去年获得首届未来科学大家的科学界男神卢煜明，我们曾对他进行过报道哦，点击查看卢煜明和他的诗意人生。) 研究项目：常言道，爱美之心人皆有之。DNA 也不例外，它在表观遗传学的 装饰包装 之下变得焕然一新，并深刻影响着细胞对基因表达的控制。因而，卢教授则千里追踪血源性 DNA 的甲基化图谱以检测异常循环 DNA 的器官来源。 研究成果：卢教授的研究团队利用全基因组重亚硫酸盐测序法研究了血浆 DNA 的甲基化模式，并从十四种不同组织(包括肝脏，血细胞，胎盘等等)的甲基化组中挖掘出 5,820 个带有足够组织信息的甲基化生物标记。随后他们利用生物信息学重迭解析处理(bioinformatics deconvolution process)方法，以辨别血浆 DNA 的组成百分比或组织图。而这幅血浆 DNA 甲基化模式的 鸟瞰图 可指出异常循环 DNA 的组织器官起源。 注意事项：血液中甲基化组会存在个体间的差异变化。另外，测序时重亚硫酸盐会破坏一些 DNA 而产生偏好性，因而，单分子测序等更灵敏的方法可有利于血液甲基化研究。 前景展望：卢教授认为分析血液中的组织特异性甲基化模式还会有更多的用途，比如追踪移植排斥或者鉴定循环肿瘤 DNA 的来源。其发表于 PNAS 杂志的一项研究则通过分析血液中的甲基化 DNA，检测到了癌症患者的肝肿瘤和淋巴瘤，以及孕妇胎盘中的遗传异常;并为分子诊断与基于器官的传统医疗之间搭起了一道桥梁。 文献：Plasma DNA tissue mapping by genome-wide methylation sequencing for noninvasive prenatal, cancer, and transplantation assessments 外泌体蛋白检测 研究者：加州大学医学和免疫学教授 Edward Goetzl 研究项目：都说 死别 是人生苦，可 生离 又何尝不让人肝肠寸断!阿茨海默症(AD)无情的侵蚀着挚爱亲人的生命色彩，并让他们遗忘了这个世界。因而，Edward Goetzl 教授则期望通过追踪 AD 患者外泌体的 淀粉样蛋白和 tau 蛋白，来实现定期血检来监控 AD 患者的疾病历程。 研究成果：Goetzl 的研究团队收集了 AD 患者确诊前后的血样，并通过 System Biosciences 公司的 ExoQuick 分离血样中的所有外泌体，再用结合神经元表面蛋白的抗体富集神经元外泌体，检测这些外泌体所含的蛋白质。研究显示，在阿尔茨海默症患者的神经元外泌体中，tau、磷酸化 tau 和 淀粉样蛋白的表达水平均显著升高。 注意事项：现在仍不确定血液中神经元外泌体的总量是否会随着疾病状态发生改变，因此，处理数据时，应在单个外泌体水平上进行分析。此外，为了避免外泌体中蛋白质降解，提取出外泌体后需要及时进行分析。 前景展望：2013 年 Goetzl 与人合作建立了 NanoSomiX 公司，希望能开发出阿尔茨海默症血液测试，以提前 10-15 年鉴定疾病风险，让高风险人群使用预防性药物。 文献：Identification of preclinical Alzheimer s disease by a profile of pathogenic proteins in neurally derived blood exosomes: A case-control study 外泌体 microRNA 诊断 研究者：Illinois 大学副教授 Neil Smalheiser 研究项目：自美人 miRNA 摇曳着身姿住进了外泌体，使其蓬荜生辉不少，也引得众多研究者纷至沓来，只为求得与美人结一段缘。而这正是 Neil Smalheiser 所从事的研究工作，即从血浆外泌体中鉴定出 AD 患者的 miRNA 指标 研究成果： Smalheiser 研究团队使用了分离外泌体的传统方法 差速离心(differential ultracentrifugation)逐渐洗掉游离 RNA、蛋白聚合物和细胞残骸，只留下外泌体。再从外泌体中提取 RNA 及测序，并建立了成熟 miRNA 的数据集。随后即可通过计算模型鉴定了一组可以将阿尔茨海默症和对照准确分开的 miRNA。 注意事项：超速离心难以实现高通量，也很难转化到临床中去。可利用 Thermo Fisher Scientific 公司的几款总外泌体提取试剂盒(Total Exosome Isolation Reagent)分别从细胞培养基、血清、血浆、尿液及其他体液中分离出完整的外泌体。另外，利用 Trizol 试剂提取 RNA 时，适量添加糖原可使 RNA 产量提升了将近 23%，对提取低产量 RNA 是极其有利的。 文献：Plasma Exosomal miRNAs in Persons with and without Alzheimer Disease: Altered Expression and Prospects for Biomarkers 细胞外 RNA 诊断 研究者：加州大学圣地亚哥分校副教授 Louise Laurent，美国转化基因组研究所副教授 Kendall Van Keuren-Jensen 研究项目：Laurent 和 Keuren-Jensen 作为美国 NIH 胞外 RNA 交流协会的成员，正在努力的推动循环 miRNA 检测的标准化，提升细胞外 RNA 研究的可重复性。因而，他们希望鉴定出胎盘功能障碍(Laurent)和大脑损伤(Keuren-Jensen)的循环 miRNA 指标。 研究成果：由于妊娠期间胎盘会将包含 RNA 的囊泡释放到母体血液中，因而 Laurent 希望从中鉴定出胎盘疾病的 miRNA 指标，比如子痫前期和宫内生长受限。其初步研究结果显示，母体血液中的外泌体和微囊泡都可以分离出妊娠特异性 miRNA。妊娠后期的 miRNA 指标与胎盘组织的关系尤为密切。 而 Keuren-Jensen 研究团队则将监控撞击数据的感应器装在橄榄球运动员的头盔中，并在橄榄球赛季中收集运动员的血液、尿液和唾液样本。通过对这些样本进行 RNA 测序，寻找与撞击数据有关的生物学指标。同时，他们发现不同的商业化试剂盒会对细胞外 RNA 的收集造成很大的差异。 注意事项：从血浆或血清中分离出疾病相关 RNA(exRNA)之所以具有一定的挑战性，一方面是因为 exRNA 丰度低，另一方面是因为血液中的污染物会抑制 PCR。因而，简化和加速 exRNA 提取过程的商品化试剂盒便成为了循环 exRNA 研究不可缺少的工具。 而 Van Keuren-Jensen 认为利用 接头 (短片段 DNA 的粘性末端，可靶向结合扩增的目标分子)的测序试剂盒可能给实验结果带来很大的变数。接头的随机化，可与某些 miRNA 结合得更好;但有些接头二聚体比较少的试剂盒，其测序偏好比较大。因而，建议大家在论文中分享自己所用的试剂盒和分离方法，因为这些信息对实验结果的重复很有帮助。 另外，Laurent 则认为减少样本批次、尽量由同一个人操作有助于降低结果的差异性。另外，在没有一个通用标准的情况下，设立内参有助于去除产量或批次差异带来的许多影响，可提高结果可重复性。
每个细胞都是一座城，城中则挤满了核酸分子和蛋白质等原住居民。血液作为绕城而行护城河滋养着每座城的同时也积淀着大量的宝藏。小个子外泌体(30-100nm)、大块头微囊泡(1000nm)及细胞分泌物(核酸分子)等外来移民们不停地穿梭于护城河之中，并形成一股无形的纽带连接着每座城。 即是移民，其身上总会烙印着家乡(原活细胞)的印迹。比如偏爱护犊子的外泌体(exosome)，它就将自家娃(蛋白质、RNA、DNA 片段)保护的极好，随便单拎一个娃出来都成为故乡的最佳代表，而这完全归功于它对核酸酶、蛋白酶等危险因子不余遗力地扫地出门。它的这种拼尽全力的姿势，落在肿瘤细胞的眼里后深得其欢心，虽然它长时间不被人们所重视，却早已被肿瘤纳为在机体中转移探路的先锋部队。 好在亡羊补牢为时不晚，现阶段不少研究者正于护城河中挖宝追踪，并期冀撸清楚外来移民与肿瘤之间千丝万缕的关系，进而可以早期诊断或监测疾病。无奈，对外来移民的安检(检测)方法一直都处于探索阶段，很难统一标准化。因而 The Scientist 杂志的多位牛人分享了自家隔离外来移民的战略方针，并贡献出了相应的注意事项和实验技巧。 DNA 甲基化图谱分析 研究者：香港中文大学的卢煜明(Dennis Yuk-ming Lo)教授，他是无创产前诊断的奠基人，一生致力于人体内血液的 DNA 研究，并率先提出了在孕妇血液中检测胎儿 DNA 的理论。(大家是不是很熟悉呀，没错，他就是去年获得首届未来科学大家的科学界男神卢煜明，我们曾对他进行过报道哦，点击查看卢煜明和他的诗意人生。) 研究项目：常言道，爱美之心人皆有之。DNA 也不例外，它在表观遗传学的 装饰包装 之下变得焕然一新，并深刻影响着细胞对基因表达的控制。因而，卢教授则千里追踪血源性 DNA 的甲基化图谱以检测异常循环 DNA 的器官来源。 研究成果：卢教授的研究团队利用全基因组重亚硫酸盐测序法研究了血浆 DNA 的甲基化模式，并从十四种不同组织(包括肝脏，血细胞，胎盘等等)的甲基化组中挖掘出 5,820 个带有足够组织信息的甲基化生物标记。随后他们利用生物信息学重迭解析处理(bioinformatics deconvolution process)方法，以辨别血浆 DNA 的组成百分比或组织图。而这幅血浆 DNA 甲基化模式的 鸟瞰图 可指出异常循环 DNA 的组织器官起源。 注意事项：血液中甲基化组会存在个体间的差异变化。另外，测序时重亚硫酸盐会破坏一些 DNA 而产生偏好性，因而，单分子测序等更灵敏的方法可有利于血液甲基化研究。 前景展望：卢教授认为分析血液中的组织特异性甲基化模式还会有更多的用途，比如追踪移植排斥或者鉴定循环肿瘤 DNA 的来源。其发表于 PNAS 杂志的一项研究则通过分析血液中的甲基化 DNA，检测到了癌症患者的肝肿瘤和淋巴瘤，以及孕妇胎盘中的遗传异常;并为分子诊断与基于器官的传统医疗之间搭起了一道桥梁。 文献：Plasma DNA tissue mapping by genome-wide methylation sequencing for noninvasive prenatal, cancer, and transplantation assessments 外泌体蛋白检测 研究者：加州大学医学和免疫学教授 Edward Goetzl 研究项目：都说 死别 是人生苦，可 生离 又何尝不让人肝肠寸断!阿茨海默症(AD)无情的侵蚀着挚爱亲人的生命色彩，并让他们遗忘了这个世界。因而，Edward Goetzl 教授则期望通过追踪 AD 患者外泌体的 淀粉样蛋白和 tau 蛋白，来实现定期血检来监控 AD 患者的疾病历程。 研究成果：Goetzl 的研究团队收集了 AD 患者确诊前后的血样，并通过 System Biosciences 公司的 ExoQuick 分离血样中的所有外泌体，再用结合神经元表面蛋白的抗体富集神经元外泌体，检测这些外泌体所含的蛋白质。研究显示，在阿尔茨海默症患者的神经元外泌体中，tau、磷酸化 tau 和 淀粉样蛋白的表达水平均显著升高。 注意事项：现在仍不确定血液中神经元外泌体的总量是否会随着疾病状态发生改变，因此，处理数据时，应在单个外泌体水平上进行分析。此外，为了避免外泌体中蛋白质降解，提取出外泌体后需要及时进行分析。 前景展望：2013 年 Goetzl 与人合作建立了 NanoSomiX 公司，希望能开发出阿尔茨海默症血液测试，以提前 10-15 年鉴定疾病风险，让高风险人群使用预防性药物。 文献：Identification of preclinical Alzheimer s disease by a profile of pathogenic proteins in neurally derived blood exosomes: A case-control study 外泌体 microRNA 诊断 研究者：Illinois 大学副教授 Neil Smalheiser 研究项目：自美人 miRNA 摇曳着身姿住进了外泌体，使其蓬荜生辉不少，也引得众多研究者纷至沓来，只为求得与美人结一段缘。而这正是 Neil Smalheiser 所从事的研究工作，即从血浆外泌体中鉴定出 AD 患者的 miRNA 指标 研究成果： Smalheiser 研究团队使用了分离外泌体的传统方法 差速离心(differential ultracentrifugation)逐渐洗掉游离 RNA、蛋白聚合物和细胞残骸，只留下外泌体。再从外泌体中提取 RNA 及测序，并建立了成熟 miRNA 的数据集。随后即可通过计算模型鉴定了一组可以将阿尔茨海默症和对照准确分开的 miRNA。 注意事项：超速离心难以实现高通量，也很难转化到临床中去。可利用 Thermo Fisher Scientific 公司的几款总外泌体提取试剂盒(Total Exosome Isolation Reagent)分别从细胞培养基、血清、血浆、尿液及其他体液中分离出完整的外泌体。另外，利用 Trizol 试剂提取 RNA 时，适量添加糖原可使 RNA 产量提升了将近 23%，对提取低产量 RNA 是极其有利的。 文献：Plasma Exosomal miRNAs in Persons with and without Alzheimer Disease: Altered Expression and Prospects for Biomarkers 细胞外 RNA 诊断 研究者：加州大学圣地亚哥分校副教授 Louise Laurent，美国转化基因组研究所副教授 Kendall Van Keuren-Jensen 研究项目：Laurent 和 Keuren-Jensen 作为美国 NIH 胞外 RNA 交流协会的成员，正在努力的推动循环 miRNA 检测的标准化，提升细胞外 RNA 研究的可重复性。因而，他们希望鉴定出胎盘功能障碍(Laurent)和大脑损伤(Keuren-Jensen)的循环 miRNA 指标。 研究成果：由于妊娠期间胎盘会将包含 RNA 的囊泡释放到母体血液中，因而 Laurent 希望从中鉴定出胎盘疾病的 miRNA 指标，比如子痫前期和宫内生长受限。其初步研究结果显示，母体血液中的外泌体和微囊泡都可以分离出妊娠特异性 miRNA。妊娠后期的 miRNA 指标与胎盘组织的关系尤为密切。 而 Keuren-Jensen 研究团队则将监控撞击数据的感应器装在橄榄球运动员的头盔中，并在橄榄球赛季中收集运动员的血液、尿液和唾液样本。通过对这些样本进行 RNA 测序，寻找与撞击数据有关的生物学指标。同时，他们发现不同的商业化试剂盒会对细胞外 RNA 的收集造成很大的差异。 注意事项：从血浆或血清中分离出疾病相关 RNA(exRNA)之所以具有一定的挑战性，一方面是因为 exRNA 丰度低，另一方面是因为血液中的污染物会抑制 PCR。因而，简化和加速 exRNA 提取过程的商品化试剂盒便成为了循环 exRNA 研究不可缺少的工具。 而 Van Keuren-Jensen 认为利用 接头 (短片段 DNA 的粘性末端，可靶向结合扩增的目标分子)的测序试剂盒可能给实验结果带来很大的变数。接头的随机化，可与某些 miRNA 结合得更好;但有些接头二聚体比较少的试剂盒，其测序偏好比较大。因而，建议大家在论文中分享自己所用的试剂盒和分离方法，因为这些信息对实验结果的重复很有帮助。 另外，Laurent 则认为减少样本批次、尽量由同一个人操作有助于降低结果的差异性。另外，在没有一个通用标准的情况下，设立内参有助于去除产量或批次差异带来的许多影响，可提高结果可重复性。
下一篇：【世界睡眠日】要有好身体 先有好睡眠 上一篇：预防鼠标手的6个方法
- 猜你会喜欢....
