RNA领域研究

mRNA芯片检测

来源:小博发布时间:2018-11-27

中康博Affymetrix表达谱芯片服务
 

美国Affymetrix 公司是基因芯片产业先行者,早在1989年就研制出了世界首张基因芯片,其开发的寡核苷酸原位光刻合成专利技术(light-controlled in situ synthesis of DNA microarrays),是目前最高密度的芯片制备技术。目前用Affymetrix芯片发表的科学文章现已上万篇,多篇文章发表在nature、science、cell等世界最高级别的学术刊物上。
     中康博是一家专业的高通量检测、数据分析整合供应商,主要从事Affymetrix基因检测二代测序RT-PCR生物信息学分析, 可为客户提供Affymetrix专业基因表达谱芯片服务。


主推表达谱芯片
    Affymetrix表达谱芯片由来以早,是一类使用广泛的芯片,主要用来检测转录组水平,用以分析基因表达的差异情况。Affymetrix表达芯片是目前物种最全面的芯片品牌,包括常见的人、小鼠、大鼠外,还包括众多小物种,比如鸡、斑马鱼、猪等等,特别是在心血管和口腔领域,斑马鱼和猪这类模式动物用的比较多。这类型客户如果想做表达谱芯片,那只能选择Affymetrix的小物种芯片。目前主流Affymetrix表达谱芯片信息如下:
 


总结来说,目前Affymetrix主流表达谱主要有三类:
1. Clariom D系列:Affymetrix最新一款芯片,有人、小鼠、大鼠三个物种,其中人的Clariom D芯片是一款四合一芯片,可同时检测mRNA、lncRNA、circRNA和pre-miRNA 四个层面,但是大鼠和小鼠的Clariom D芯片只能检测mRNA、lncRNA和pre-miRNA 三个层面。这是一款性价比最高芯片,无论您研究那个层面都是个不错的工具。
2. Clariom S系列: 业界领先的人、大鼠和小鼠基因(mRNA)表达水平芯片该芯片覆盖所有注释明确的基因,可检测20,000个注解基因的表达水平。这款芯片是研究注释明确基因的最好工具—简单、高速、低成本。
3. Primeview系列:是一款针对人的表达谱芯片,只检测mRNA。它是经典表达谱芯片U133 plus 2.0 的简化版,它检测信号强以及重复性好,而且价格便宜,是一款强大又经济的检测工具。
 
补充:其他小物种表达谱芯片
Affymetrix 3' IVT Expression Array: 拟南芥、苜蓿、稻、大豆、大麦、小麦、柑橘、棉花、玉米、白杨、甘蔗、西红柿、葡萄、酵母、果蝇、秀丽隐杆线虫、牛、犬、鸡、猪、恒河猴、非洲爪蟾、热带爪蟾、斑马鱼。
Affymetrix Gene 1.0 ST Array : 拟南芥、苜蓿、稻、大豆、果蝇、秀丽隐杆线虫、牛、犬、鸡、猪、恒河猕猴、食蟹猕猴、马、猫、豚鼠、狨猴、羊、兔、恒河猴、斑胸草雀、斑马鱼、番茄。

 

 

 

Affymetrix表达谱芯片项目流程
  我们的项目流程:1客户处收集样品——2 样品抽提质检——3 基因芯片检测——4 原始数据质控和解析——5 数据分析。

 
Affymetrix表达谱芯片数据分析
  
RNA样本
    1. Total RNA>6ug(真核);>10ug(原核)。
    2. 260/280在1.8-2.1之间。
    3. 凝胶电泳28S跟18S要清晰可见,并且弥撒不能严重。
    4. RNA浓度>250ng/ul。

 
组织样本
 (建议重量>100mg) 推荐两种保存运输方法,任选其一:
    A. 获得新鲜的组织样本后,在RNase-free的0.9%生理盐水中漂洗样本,除去血渍。装入冻存管,旋上盖子,迅速投入液氮冷却1~2小时,然后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。
    B. 获得新鲜的组织样本后,立即剪成所有方向都< 0.5 cm的小块,整个浸没在5倍体积的RNAlater中,4°C浸泡过夜,然后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。

 
细胞样本
贴壁细胞
     1. 去除培养液。
     2. 按10cm2 培养面积加1ml的比例加入Trizol(invitrogen公司)。 3. 用1ml枪头反复吹打,使Trizol接触所有长有细胞的培养瓶表面进行充分消化。 4. 转移到RNase-free的试管中反复吹打细胞直至看不见成团的细胞块,整个溶液应为清亮而不粘稠的状态。 5. 液氮保存或转移至-80°冰箱保存。
悬浮细胞
    1. 悬浮细胞培养结束后离心去除培养液。
    2. 保留的细胞用PBS缓冲液快速洗一次,离心出去PBS缓冲液。
    3. 按照每5*106 个细胞加1ml Trizol的比例加入Trizol试剂,反复吹打细胞直至看不见成团的细胞块,整个溶液呈清亮而不粘稠的状态。
    4. 液氮保存或转移至-80°冰箱保存。

 
血液样本
    1. 血清/血浆处理   全血样本(体积>2ml全血)收集后,离心收集血浆/血清(无纤维蛋白原),然后加入3倍体积的TRIzol LS,混匀后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。
    2. 全血 推荐4种保存运输方法,任选其一:
           A. 用PAXgen RNA采血管,混匀之后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。详细流程请参阅PAXgen说明书。
           B. 外周血样本用3倍体积的TRIzol LS处理获得裂解液,然后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。
           C. 从外周血分离白细胞,用TRIzol LS处理成裂解液,然后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。请参阅TRIzol LS说明书。
           D. 用TIANGEN RNALock血液RNA稳定剂,混匀之后液氮保存或转移至-80°冰箱保存。
Affymetrix表达谱芯片数据分析
  
案例一:ATF3通过抑制MAP2K3-p38信号保护免受心力衰竭

      血压心室重构是心力衰竭的常见原因。 然而,调节心室重塑的分子机制仍然知之甚少。尽管技术和药物进步,心力衰竭(HF)仍然是主要原因的死亡率和发病率。基因表达的调控是心脏发育和疾病的核心。心脏病可以被看作是一种抗增生性基因调控障碍。基因表达的特异性调节主要通过转录因子(TF)实现。据报道,TF精确控制了涉及心脏肥大和纤维化,如GATA4,核因子激活的T细胞(NFAT),肌细胞增强因子2(MEF2)。研究首先通过高通量技术检测高血压动物和心力衰竭患者的心脏组织的表达谱情况,发现了核心转录因子ATF3然后通过一系列功能表型实验发现ATF3上调是高血压心室重塑和心力衰竭过程中发挥自我保护。最后再通过ATF3敲除技术,表达谱检测(Affymetrix Clariom D array)CHIP-seq实验,发现并验证了ATF3抑制靶基因Map2K3介导的心脏保护作用。
 





案例二:ZIC2依赖的OCT4激活驱动人类肝癌干细胞的自我更新


     肝癌干细胞(CSCs)已被鉴定并显示具有自我更新和分化特性; 然而,这些肝脏CSCs的生物学很大程度上仍未知未知。 本研究中我们分析了肝细胞癌CSCs和non-CSCs细胞系的表达谱(Affymetrix HTA 2.0),发现转录因子(TF)ZIC2在肝脏CSCs中高表达。 ZIC2是维持肝脏CSCs自我更新维持所必须的, 因为ZIC2缺失后会减弱肿瘤成球形成力,也会抑制移植肿瘤的生长。我们结果表明ZIC2作用于TF OCT4的上游, 并且ZIC2募集核重塑因子(NURF)复合物到OCT4启动子,从而启动OCT4活化。在HCC患者中,NURF复合物的表达水平与临床严重性和预后一致。此外,ZIC2和OCT4水平与HCC患者的临床病理阶段呈正相关。总之,结果表明,ZIC2,OCT4和NURF复合物的表达水平的检测可用于HCC患者的诊断和预后预测。此外,这些因素可能是根除肝脏CSCs的潜在治疗目标。


案例三:H2AX介导肺癌细胞凋亡相关基因和通路的全转录组研究


    组蛋白H2AX是一种新型肿瘤抑制蛋白,在癌细胞凋亡中起重要作用。然而,H2AX在肺癌细胞中的作用机制尚不清楚。 H2AX在癌细胞中的具体作用机制和表观遗传调节仍然不是很清楚。为了研究H2AX在肺癌中的作用,将合成的特异性靶向H2AX的miRNA(P1,P2和P3)核酸序列转染入肺癌A549细胞,然后选择稳定的细胞。H2AX的敲降显著抑制了A549细胞的凋亡。我们基于全转录组学阐述了H2AX调控凋亡的分子机制。表达谱芯片数据结果表明:H2AX敲降影响了3461基因的表达,其中,1435个基因上调,2026个基因下调。对这些差异基因进行生物信息学分析, 探索H2AX在肺癌细胞中发挥调控作用的生物学过程。功能富集分析表明, H2AX影响许多基因的表达,进一步影响了参与肺癌细胞凋亡的众多功能,包括对刺激反应,基因表达和凋亡。
 

 

         通路富集分析和通路网络分析表明丝裂原活化蛋白激酶信号通路和凋亡是H2AX靶向的核心途径。最后,根据全局信号转导网络分析,筛选出degree值前十的关键基因,其中NFκB1和JUN最为核心,它们参与了肺癌细胞中H2AX调节的细胞凋亡。
 




中康博案例文章:
1. Pingping Zhu et al. ZIC2-dependent OCT4 activation drives self-renewal of human liver cancer stem cells. J Clin Invest. 2015;125(10):3795-3808.  IF=13.
2. Yanying Wang et al.The Long Noncoding RNA lncTCF7 Promotes SelfRenewal of Human Liver Cancer Stem Cells through Activation of Wnt Signaling. Cell Stem Cell 16, 413–425, IF=22
3. Xia Wang et al.MicroRNA Let-7i Negatively Regulates Cardiac Inflammation and Fibrosis. Hypertension. 2015;66:00-00. IF=6.5
4. Yingyu Sun et al.A glioma classification scheme based on coexpression modules of EGFR and PDGFRA. PNAS March 4, 2014 vol. 111 no. 93538-3543
5. Wang et al.Stage-specific differential gene expression profiling and functional network analysis during morphogenesis of diphyodont dentition in miniature pigs, Sus Scrofa. BMC Genomics 2014, 15:103
6. Junchao Duan,et al.Low-dose exposure of silica nanoparticles induces cardiac dysfunction via neutrophil-mediated inflammation and cardiac contraction in zebrafish embryos. Nanotoxicology.
7. H. Hu, Q. Li, L.Jiang, Y. Zou, J. Duan and Z. SUN, Toxicol. Res., 2016, DOI: 10.1039/C5TX00383K