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荧光定量PCR技术特点、原理及其应用-3

2020.9.01

3.2肿瘤研究
意大利Gelmini等[2]用FQ-PCR技术检测乳腺癌标本c-erbB-2基因拷贝数目变异情况。他们以β-肌动蛋白基因为参照探索最佳实验条件,当扩增循环数在28~31之间时,△RQ与模板DNA有着较好的剂量依赖关系。他们在此条件下扩增了c-erbB-2基因和β-球蛋白基因,发现△RQ都与各自的模板DNA浓度存在着线性关系,虽然二者斜率不同,但是各个实验浓度下二者的△RQ之比却是恒定的。说明尽管二者发光效率不同,却不影响定量效果。为了检验FQ-PCR的准确性和对不同基因拷贝数的分辨率,他们将c-erbB-2基因的DNA样本用正常胎盘DNA做不同倍数稀释后进行实验,测得的结果与期望值高度相关(r=0.997)。他们将实验数据与Southern印迹结果和已报告的竞争性PCR结果比较都显示高度相关性(n=25,r=0.94,P〈0.01)。
1998年法国Bieche等[8]用FQ-PCR测定了108例乳腺癌标本。他们选择扩增频率较高的myc、ccnd1和erbB2基因进行扩增,在108例标本中,发现10%的myc基因、23%的ccnd1基因和15%的erbB2基因都有不同程度拷贝数增加,拷贝数增加的最大值分别为4.6、18.6、15.1。同时他们又将这些数据与Southern印迹的结果进行比较,显示了较好的相关性。
3.3 基因表达研究
由于TaqMan系统及荧光探针的应用,对mRNA的检测显得较以前常用的方法如Northern印迹、RT-PCR定量法要方便、快速、准确得多。为了探测骨髓基质血小板生成因子(TPO)在巨核细胞生成过程中的作用以及血小板生成因子在特发性血小板减少性紫瘢(ITP)、再生障碍性贫血(AA)和特发性血小板多症(ET)等疾病过程中的病理生理意义,日本Hirayama等[9]用TaqMan EZ RT-PCR试剂盒在ABI7700反应系统测定了正常人和ITP、AA、ET病人的骨髓基质细胞TPO mRNA水平,又用ELISA方法测定了骨髓和末梢血的TPO浓度。结果显示ITP和AA病人TPO mRNA水平明显升高,而ET病人的TPO mRNA水平则正常,经类固醇治疗后ITP病人TPO mRNA水平下降;骨髓TPO的浓度与其 mRNA水平有相关性;在正常人和ITP病人,TPO mRNA表达水平与巨核细胞计数也有相关性。这个实验对阐明TPO 的作用提供了依据。日本Shimokawa等[10]也用FQ-PCR技术对鼠成肌细胞系C2C12中肌肉调节因子的表达水平及动态变化进行了研究。
3.4 免疫组份分析
对免疫T细胞群体V-β组份进行分析是研究健康和疾病免疫应答反应的重要手段,可通过流式细胞法或RFQ-PCR法来进行 [11,12]。流式细胞法是通过对细胞群体进行直接而方便的V-β表达方面的研究,但需要一整套单克隆抗体和大量细胞来进行染色分析,而且人类V-β特异性抗体尚不完备,因此该方法有许多不便之处。如果用FQ-PCR方法,即不需要大量细胞,引物设计也很方便,而且已有多种定量方法,包括锚式PCR法、半定量PCR法、竞争性PCR法等[13,14],但都因PCR产物的后处理过程需凝胶电泳、 EB染色和光密度测量等既费时,又降低了准确性,还增加了污染机会,使得FQ-PCR的应用受到限制。1997年Lang等[15]用FQ-PCR技术进行实验,从而避免了这些问题,他们在反应系统中引入荧光探针,将下游引物与探针固定,然后,针对不同的V-β成份,选用特异的上游引物进行扩增,再对反应中产生的荧光信号进行处理,即可获得各个成份的数据。
3.5基因突变及多态性的研究
美国Ibrahim等[16]1997用FQ-PCR 技术对正常痘病毒多态性进行了研究。他们采用一对可与正常痘病毒血凝素基因的某一DNA片段结合的引物,并设计两个有单核苷酸差异的寡核苷酸探针,用荧光标记后进行实验,顺利地把有此单核苷酸差异的两个痘病毒株进行鉴定。该技术也可用于猴痘和病毒DNA疫苗的单核苷酸变异多态的研究。
3.6其他方面
日本Isono[17]利用FQ-PCR进行叶绿体成熟度与其基因组拷贝数关系的研究。他们以核基因Cab作为内参照,进行叶绿体基因rbc1拷贝数测定,结果发现子叶出现以后,叶绿体基因拷贝数显著增加,进而把叶绿体的基因拷贝数增加与光诱导的叶绿体成熟过程联系起来。1998年美国Higgins等[18]还建立起一套用荧光探针检测鼠疫纤溶酶原激活基因(pla)的实验方法。
4 结语
综上所述,FQ-PCR作为一种核酸定量技术,应用较多且较成熟的主要是在病原体检测方面,其优越性在此方面也得以充分体现。因此将该项技术进一步开发应用于临床,具有很大潜力。但是在遗传病和肿瘤研究方面,尤其是基因表达的研究,该技术目前应用的还较少,在此方面加强研究应用,将会有广阔的前景。

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