建立RT-ARMS-qPCR系统定量测定含A1555G突变的线粒体DNA拷贝数

目的建立RT-ARMS-qPCR（real time-amplification refractory mutation system-quantitative PCR）系统定量测定含线粒体DNA（mitochondrial DNA,mtDNA）A1555G位点突变的片段的拷贝数,为阐明线粒体耳聋临床表型多样性的分子生物学基础奠定基础。方法根据ARMS的基本原理设计引物,在引物3’端插入错配碱基AC建立RT-ARMS-qPCR系统,优化定量PCR体系,并进行方法学评价。经PCR分别扩增相应突变型和野生型的片段,将其克隆到pGEM-T Easy载体上,构建质粒标准品;同时对含突变型和/或野生型mtDNA 1555位点的片段的拷贝数进行定量检测。结果RT-ARMS-qPCR系统用于检测含mtDNA 1555位点的片段,线性检测范围为102-108拷贝数/μl,检测灵敏度为1×102拷贝数/μl,其批内变异系数（CV）为1.34%,批间CV为1.96%,重复性好;突变型和野生型引物分别只扩增相应片段,特异性好。结论RT-ARMS-qPCR系统适合于定量检测含mtDNA A1555G点突变的线粒体DNA片段,结果稳定、准确,有助于阐明线粒体耳聋严重程度的分子基础。     

突变敏感性分子开关检测线粒体DNA A1555G位点的条件优化

目的对高保真酶介导的突变敏感性分子开关技术检测线粒体DNA(mt DNA)A1555G位点条件进行优化。方法利用3'硫代磷酸化修饰的突变型引物和野生型引物作为下游引物,在其上游设计一条公共引物分别构成突变引物对和野生引物对,以构建好的包含mt DNA A1555G位点的突变型质粒和野生型质粒为模板,进行高保真聚合酶介导的双向引物延伸反应,对PCR体系中的退火温度、引物浓度、模板浓度等条件优化,通过凝胶成像系统对其PCR结果进行分析确定最佳反应条件。结果分子开关技术检测mt DNA A1555G位点的最佳PCR条件:退火温度为61.0℃,引物浓度为0.6μmol/L,检测模板浓度为103~106copies/μL。结论确定了分子开关技术检测mt DNA A1555G位点的最佳反应条件,为该技术在线粒体DNA的突变筛查中的应用提供依据。     

多重PCR诊断线粒体突变聋病的临床应用价值

目的采用多重PCR和多重限制性内切酶法同时检测线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）1555^G、3243^G,7445^G三个突变位点，探讨多重PCR法在线粒体突变聋病中的诊断价值。方法收集311例耳聋患者外周血标本，提取DNA模板，以三对引物在同一PCR反应体系中进行多重PCR扩增；产物在同一体系中用三种相应的限制性内切酶分析，同时对扩增产物进行mtDNA基因序列测定。结果采用本法检测出mtDNA1555^G。点突变20例，7444^A点突变1例，结果与测序相符。结论多重PCR和酶切法可同时检测多个mtDNA突变位点，利用这一方法可快速简捷地诊断线粒体突变聋病，便于临床推广应用。     

等位基因特异PCR结合熔解曲线分析快速检测线粒体DNA A1555G突变

目的建立一种线粒体DNA A1555G突变的快速检测方法。方法以45例线粒体耳聋患者为研究对象,采用等位基因特异PCR结合熔解曲线分析对线粒体DNA A1555G突变位点进行检测,根据得到的熔解曲线分析线粒体DNA A1555G突变。并与PCR产物直接测序法结果进行比较。结果线粒体DNA A1555G同质性突变时只出现一个峰且峰尖所对应的Tm为(82±0.5)℃;线粒体DNA A1555G未发生突变时只出现一个峰且峰尖所对应的Tm为(79±0.5)℃;线粒体DNA A1555G异质性突变时出现2个峰且各自峰尖所对应的Tm为(82±0.5)℃和(79±0.5)℃。45例样本的检测结果与PCR产物直接测序法的结果符合率达100%。结论等位基因特异PCR结合熔解曲线分析具有操作简便、结果准确、快速等特点,可作为线粒体DNA A1555G突变检测的常规方法。     

PCR阻断联合荧光探针检测HBV基因前C区G1896A突变株

目的 研究和评估PCR扩增阻断联合荧光探针检测乙型肝炎病毒（HBV）基因前C区1896位点突变的新方法.方法 根据HBV DNA前C区1896位点的突变设计一系列引物,引物3′末端位于1896位,并与突变模板1896位碱基互补.在引物的倒数第2及第3位碱基设计为错配碱基,以增加反应的特异性.结果 以2个错配碱基的突变型引物对野生型质粒进行PCR扩增,具有显著的阻断作用,对1896位突变型质粒无阻断作用,而且对其检测的最低拷贝数可达5×10^3拷贝/ml.选用该引物对95例随机采集的HBv阳性标本进行HBV前C区G1896A位碱基突变的检测,8例为阳性,其突变率为8.4%.结论 本法在临床标本检测中是一种有效的和简便的方法.     

线粒体脑肌病线粒体DNA突变的定量分析

目的:定量检测线粒体脑肌病突变型线粒体DNA(mtDNA)所占的比例。方法:提取线粒体脑肌病患者血液和骨骼肌总DNA,以2对寡核苷酸为引物进行PCR扩增,应用ApaI和BglⅠ酶酶切和琼脂糖电泳检测突变;在PCR反应最后一个循环加入α-32P-dCTP,产物同样酶切后进行聚丙烯酰胺凝胶电泳,放射自显影,光度扫描仪扫描分析。结果:病例1和2存在A3243G点突变,病例1的血液和骨骼肌突变型mtDNA分别为35.2%和65.9%,病例2的为37.0%和63.6%;病例3存在A8344G点突变,其血液和骨骼肌突变型mtDNA分别为51.0%和78.0%。结论:A3243G及A8344G位点突变分别与线粒体脑肌病伴高乳酸血症及卒中样发作(MELAS)和肌阵挛性癫痫伴破碎红纤维(MERRF)的发病有关,不同组织突变型mtDNA所占比例不同。     

DNA微阵列芯片法检测遗传性耳聋基因

目的 应用基因芯片技术对临床散发性耳聋患者进行基因检测,评价在临床检测中的应用价值。方法 抽取患者静脉血,EDTA抗凝,在万级洁净间内进行DNA提取和PCR扩增杂交,对中国人常见的4个耳聋基因的9个突变位点进行检测。结果 24例患者中,共检出突变7例,阳性率为29.17%,检出GJB2基因突变4例(16.67%),其中176 del 16位点杂合突变型1例,235 del C位点纯合突变型1例,299 del AT位点杂合突变型2例。1例(4.17%)SLC26A4基因IVS7-2A>G位点杂合突变型; 2例(8.33%)线粒体12SrRNA基因1555A>G位点均质突变型,未检出GJB3基因突变。结论 遗传性耳聋基因芯片技术可快速、高通量检出耳聋相关突变位点,满足临床耳聋基因检测需求。     

高分辨率熔解曲线法检测药物性耳聋相关线粒体12S rRNA突变

目的建立一种基于高分辨率熔解曲线(HRM)技术的药物性耳聋相关线粒体12S rRNA基因1494CT和1555AG突变快速检测方法。方法采用定点诱变克隆策略构建突变质粒DNA标准品;建立突变位点靶序列PCR扩增及HRM分析方法,并检测106例非综合征耳聋患者标本,以DNA直接测序法进行验证。结果建立的HRM检测方法能准确检出线粒体12S rRNA基因1494CT和1555AG突变,各基因型HRM曲线特征明显且易于分析判断;106例非综合征耳聋患者标本中检出6例1555AG突变,检测结果与DNA测序结果一致。结论建立了药物性耳聋相关人类线粒体12S rRNA基因1494CT和1555AG突变HRM检测方法,操作简单快速、结果准确可靠,可应用于人群筛查和临床常规分子诊断。     

氨基糖苷类抗生素导致mtDNA A1555G和mtDNA A7445G突变的相关遗传药理分析

Mitochondrial DNA A1555G（mtDNA1555）和mitochondrial DNA A7445G（mtDNA 7445）位点突变是氨基糖苷类抗生素（aminoglycoside antibiotics，AmAn）诱导的耳聋（aminoglycoside antibiotics induced deafness，AAID）的主要遗传基础。mtDNA7445位点的突变与糖尿病合并耳聋有关。线粒体基因突变糖尿病是糖尿病单基因致病类型，属于B细胞遗传缺陷疾病。     

采用定点突变PCR构建c-kit D816V突变的重组质粒标准品

目的构建含野生型c-kit基因第17号外显子片段以及含D816V突变型的重组质粒,用作检测c-kit基因D816V突变的阳性对照和阴性对照标准品。方法通过设计定点突变的克隆引物和野生型克隆引物,以健康人外周血基因组DNA为模板,采用PCR方法扩增获得突变和野生型c-kit基因17号外显子片段,将其插入pEGFP-C1载体质粒中获得重组质粒,并通过酶切和测序鉴定重组质粒,通过紫外分光光度计检测标本的浓度和纯度。结果从健康外周血细胞基因组DNA中成功扩增得到野生型和定点突变的c-kit DNA片段,并将其插入到质粒载体pEGFP-C1中,构建的阳性和阴性对照质粒经酶切和测序鉴定与目的片段完全一致。阴性和阳性质粒标准品的浓度分别为140.1μg/ml和189.9μg/ml,其OD260/OD280值分别为1.821和1.802。结论成功构建了含野生型和D816V突变的c-kit重组质粒,为检测c-kit基因D816V突变提供阴性和阳性对照以及质控品。     

吉林省非综合征型耳聋分子病因学分析——线粒体DNA 12SrRNA1555位点突变基因筛查

目的 探讨吉林省耳聋人群的病因学特征,考察本地区非综合征型耳聋线粒体基因（mtDNA）12SrRNAA1555G突变频率。方法 收集长春市聋哑学校129例NSHI学生外周静脉血,提取mtDNA,PCR扩增目的基因片段,限制性内切酶（Alw26I）酶切分析,检测mtDNA A555G突变。结果 被检测的129例NSHI学生（AmAn耳毒性致聋者37例）,mtDNA A1555G突变阳性者3例,其中2例为初步确定为AmAn耳毒性致聋者,推测本地区NSHI耳聋mtDNAA1555G的突变频率为2.33%,由AmAn耳毒性致NSHI人群中mtDNA A1555G的突变频率为5.41%。结论 AmAn耳毒性致聋是吉林省非综合征型耳聋的重要致病原因。通过对特定人群进行mtDNA A1555G突变基因的筛查,并对阳性个体进行早期干预,可降低药物性耳聋的发病率。     

Assessing heteroplasmic load in Leber's hereditary optic neuropathy mutation 3460G->A/MT-ND1 with a real-time PCR quantitative approach

To quantify the amount of the 3460G-->A/ND1 point mutation responsible for Leber's hereditary optic neuropathy, we developed a quantitative real-time polymerase chain reaction method based on the SYBR Green assay and a new approach using the TaqMan assay. Both methods were based on the amplification refractory mutation system, comparing the heteroplasmic load quantified by restriction fragment length polymorphism in 15 Leber's hereditary optic neuropathy family members, with the results obtained using quantitative real-time polymerase chain reaction methods. The comparative evaluation of mitochondrial DNA (mtDNA) heteroplasmy from blood samples showed significant correlation between restriction fragment length polymorphism analysis, real-time SYBR Green assay, and TaqMan assay. We validated the last method by measuring experimental samples composed by a known proportion of cloned plasmids containing either the wild-type or mutant sequence, giving a correlation coefficient of 0.999 (P < 0.0001). The real-time amplification refractory mutation system polymerase chain reaction by TaqMan assay provides a rapid, reliable, sensitive, reproducible, and one-step quantitative method to detect heteroplasmic mutant mtDNA. This method allows the quantitation of a broad range of mutational load (up to 100%, down to 0.01%) on the basis of in vitro calibration, thus rendering the TaqMan assay suitable for the diagnostic analysis of heteroplasmic load in mtDNA-related disorders.     

药物性耳聋相关线粒体12S rRNA突变

  目的  探讨极重度非综合征性耳聋患者线粒体DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)1555A > G和1494C > T突变情况。  方法  选取黑龙江省佳木斯地区聋哑学校学生和北京协和医院门诊散发的极重度感音神经性耳聋患者共208例作为研究对象, 使用基因芯片方法和限制性内切酶法对其mtDNA 1555和1494两个位点进行检测, 并用直接测序的方法进行验证。  结果  208例患者中共发现1555A > G突变者10例, 该突变的携带率为4.81%;未发现1494C > T突变。  结论  mtDNA 1555A > G突变在极重度非综合征性耳聋患者中阳性率较高, 而在汉族人群中1494C > T突变较为罕见。     

人TIM-1和TIM-3 mRNA实时SYBR Green Ⅰ定量RT-PCR检测方法的建立

目的建立实时SYBR Green I定量RT-PCR检测人TIM-1和TIM-3mRNA的方法。方法从人外周血单个核细胞提取的总RNA中逆转录扩增人TIM-1和TIM-3的cDNA,将将纯化的人TIM-1和TIM-3的扩增产物分别与pMD18-T Simple载体进行连接,转化宿主菌DH5α,提取重组质粒DNA,PCR鉴定并测序分析。纯化质粒并检测260nm吸光值,确定重组质粒原液的拷贝浓度并以此制备荧光定量PCR梯度浓度标准品,进行实时荧光定量PCR实验。结果建立了TIM-1和TIM-3基因基因mRNA表达实时荧光定量PCR检测方法,检测灵敏度达103拷贝,线性范围为103-107拷贝。阈值循环数(Ct)与PCR体系中起始模板量的对数值之间有着良好的线性关系,线性相关系数分别为1.00和1.00,扩增效率分别为1.070和1.023,批内及批间变异系数5%。熔解曲线分析表明,产物为特异的单峰。结论我们成功建立检测人TIM-1和TIM-3的实时荧光定量PCR方法,为进一步研究人TIM-1和TIM-3功能奠定基础。     

多重等位基因PCR检测线粒体12S rRNA基因突变

目的 探讨多重等位基因PCR法同时检测氨基糖甙类药物性耳聋相关的线粒体12S rRNA基因A1555G和C1494T突变的临床应用价值.方法 以3种基因型(野生型、A1555G突变型和C1494T突变型)的质粒标准品为模板,分别设计针对线粒体1555和1494位点野生型和突变型的特异性引物.用多重等位基因PCR技术同时检测A1555G和C1494T突变,并初步用于138例非综合征型耳聋患者的临床基因突变检测分析,最后通过DNA测序法评估其准确性.结果 采用多重等位基因特异性PCR同时检测138例非综合征型耳聋患者中A1555G和C1494T突变的检出率为7.97%(11/138),其中,A1555G突变型10例,C1494T突变型1例;DNA测序分析检测突变型检出率为7.97%(11/138).2种方法具有极好的一致性(Kappa=1.000,P＜0.01).结论 多重等位基因PCR是一种简便、准确、有效的A1555G和C1494T突变检测方法,可用于鉴定氨基糖甙类药物性耳聋相关的线粒体12S rRNA基因突变,从而有效预防氨基糖甙类药物性耳聋的发生.

Abstract：

Objective To investigate the clinical application of multiplex allele-specific PCR assays for simultaneous detection of the mitochondrial 12S rRNA A1555G and C1494T mutations associated with aminoglycoside-induced hearing impairment.Methods Three standard plasmids of different genotypes (wild-type, A1555G mutant and C1494T mutant) were constructed for templates and allele-specific primers aiming directly at wild-type and mutant of mitochondrial DNA nt1555 and nt1494 were designed for developing a multiplex allele-specific PCR technique to detect the A1555G and C1494T mutations.Then the method was applied to clinical screening of 138 non-syndromic hearing loss subjects and confirmed by DNA sequencing.Results Multiplex allele-specific PCR was successfully applied to the detection of A1555G and C1494T mutations in a cohort of 138 Han Chinese genetically unrelated hearing-loss subjects.Finally, 11(7.97%) unrelated affected subjects harbored the A1555G and C1494T mutations in the 12S rRNA gene(10 cases for A1555G and 1 cases for C1494T), which was well consistent with results of DNA sequencing [7.97%(11/138), Kappa=1.000, P＜0.01].Conclusion This study indicates that the multiplex allele-specific PCR assay is useful, convenient and reliable in the detection of the A1555G and C1494T mutations, which could identify the subjects at risk and effectively prevent of aminoglycoside-induced hearing loss.     

Detection and quantification of heteroplasmic mutant mitochondrial DNA by real-time amplification refractory mutation system quantitative PCR analysis: a single-step approach

BACKGROUND: The A3243G mitochondrial tRNA leu(UUR) point mutation causes mitochondrial myopathy, encephalopathy, lactic acidosis, and stroke-like episodes (MELAS) syndrome, the most common mitochondrial DNA (mtDNA) disorder, and is also found in patients with maternally inherited diabetes and deafness syndrome (MIDD). To correlate disease manifestation with mutation loads, it is necessary to measure the percentage of the A3243G mtDNA mutation. METHODS: To reliably quantify low proportions of the mutant mtDNA, we developed a real-time amplification refractory mutation system quantitative PCR (ARMS-qPCR) assay. We validated the method with experimental samples containing known proportions of mutant A3243G mtDNA generated by mixing known amounts of cloned plasmid DNA containing either the wild-type or the mutant sequences. RESULTS: A correlation coefficient of 0.9995 between the expected and observed values for the proportions of mutant A3243G in the experimental samples was found. Evaluation of a total of 36 patient DNA samples demonstrated consistent results between PCR-restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis and real-time ARMS-qPCR. However, the latter method was much more sensitive for detecting low percentages of mutant heteroplasmy. Three samples contained allele-specific oligonucleotide-detectable but RFLP-undetectable mutations. CONCLUSIONS: The real-time ARMS-qPCR method provides rapid, reliable, one-step quantitative detection of heteroplasmic mutant mtDNA.     

邯郸市特教学校耳聋患者线粒体12SrRNA基因突变分析

目的利用基因诊断的方法调查邯郸市聋哑学校非综合征型耳聋患者的常见分子病因,对线粒体12SrRNA基因编码区突变进行分析,以明确非综合征型耳聋患者发病的分子学基础,为耳聋基因的筛查和产前诊断提供实验和理论依据。方法用PCR法检查100名聋哑学生（年龄6岁-17岁,男性58例,女性42例）线粒体12SrRNA基因,直接测序法分别对线粒体12SrRNA基因的2个基因片段分析。结果①100例研究对象中,被测者聋前或其母亲孕期明确应用过氨基糖甙类抗生素者30例（30%）,30例中有4例（7.5%）存在线粒体基因A1555G位点突变。②PCR检测结果100例患者的DNA样本（线粒体12SrRNA基因的2个基因片段）进行PCR扩增,扩增产物片段大小与预期相符。③测序结果100名聋哑学校非综合征型耳聋患者中,携带线粒体12SrRNA基因A1555G点突变的10例（占10%）;携带线粒体12SrRNA基因C1494T点突变的2例（占2%）。结论河北省邯郸地区特教学校耳聋患者存在较高的线粒体12SrRNA基因A1555G突变发生率,线粒体12SrRNA基因A1555G突变发生率高于全国平均水平,通过其突变筛查可以有效避免高危人群出现耳聋。     

不同分期胃癌患者外周血淋巴细胞Foxp3 mRNA表达水平的研究

目的 采用SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR,研究不同分期胃癌患者外周血淋巴细胞Foxp3 mRNA的表达水平.方法 普通RT-PCR结合胶回收制备Foxp3 mRNA-CDS标准品,利用标准品制备定量PCR标准曲线,对曲线进行灵敏度、精密度和特异性分析,用SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR检测40例胃癌和8例正常对照外周血Foxp3 mRNA.结果 获得Foxp3全长CDS标准品,标准曲线范围（2.8×10^2）～（2.8×10^8）拷贝/μl,最低检测值280拷贝/μl,批内和批间变异系数（CV）＜5%.Foxp3基因在胃癌患者外周血表达水平显著高于健康对照（P＜0.01）,表达水平与肿瘤分期显著相关（P＜0.05）.结论 Foxp3基因上调表达与胃癌的发生、发展和预后有关.