CN116103371A - 一种用于评估干细胞分化状态的方法及试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于基因检测技术领域,具体涉及一种用于评估干细胞分化状态的方法及试剂盒,该方法首先筛选出待评估干细胞分化相关基因作为靶标基因,并对筛选出的靶标基因设计引物,进行多重PCR扩增,并对PCR产物进行高通量测序,可以快速高效的获得目标基因的表达情况,从而帮助快速准确地评估干细胞的分化状态。
Description
技术领域
本发明属于基因检测技术领域,具体涉及一种通过检测相关基因表达快速评估体干细胞分化状态的方法及试剂盒。
背景技术
目前文献中对于干细胞分化处理后基因表达的检测常采用的方法是荧光RT-PCR技术或者单细胞RNA测序技术。荧光RT-PCR技术是通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针,对PCR产物进行标记跟踪,实时在线监控反应过程,结合相应的软件可以对产物进行分析,检测目的基因的表达情况。单细胞RNA测序(scRNA-seq)是一种在单细胞水平上利用RNA测序对特定细胞群体进行基因表达谱定量的高通量实验技术。
利用荧光RT-PCR检测基因表达的优点是时间短、成本低、灵敏度高,但限于荧光通道有限,无法在同一反应中同时检测多种(十几种)基因的表达。
单细胞RNA测序虽然能够对各个细胞的基因表达进行异质性分析,但其流程复杂,耗时久,成本高。
因此有必要开发一种检测方法,既可以覆盖较多基因又可以在干细胞分化处理后通过检测相关基因的表达情况快速地评估干细胞的分化状态。
发明内容
本发明的目的是解决利用现有技术检测覆盖基因较少或者检测流程复杂,耗时久,成本高的问题,提供了一种用于评估体干细胞分化状态的方法及试剂盒,可提高检测的准确度和速度,帮助快速地评估干细胞的分化状态。
本发明通过对靶基因区域附近设计引物,进行多重PCR扩增,并对PCR产物进行高通量测序,可以快速高效的获得目标基因的表达情况。
本发明所采用的技术方案如下:
一种用于评估干细胞分化状态的方法,包括以下步骤:
S1:提取待测干细胞RNA;
S2:合成cDNA;
S3:加入检测目的基因的引物进行第一轮多重PCR扩增,所述目的基因为FEV基因、ONECUT2基因、zkscan1基因、stat1基因、ARID3A基因、RFX6基因、pax4基因、neurod1基因、TPH1基因、LMX1A基因、INS基因、MAFA基因、IAPP基因、FOSB基因、HOPX基因、NR4A1基因、SAMD11基因、SIX3基因、ATF3基因、FOS基因、MEIS2基因、NROB1基因、ATF4基因、CEBPD基因、DDIT3基因、JUNB基因、EGR1基因、SIX2基因、TSC22D1基因、ARNTL2基因、HSF4基因、ELF3基因、HSF2基因、IRF1基因、UCN3基因、ngn3基因、MNX1基因和ZNF358基因;
S4:加入接头序列进行第二轮PCR反应;
S5:磁珠纯化;
S6:测序分析,根据测序结果评估干细胞分化状态。
作为优选,检测目的基因的引物序列如下:
FEV基因引物序列如SEQ ID NO:1~2所示;ONECUT2基因引物序列如SEQ ID NO:3~4
所示;zkscan1基因引物序列如SEQ ID NO:5~6所示;stat1基因引物序列如SEQID NO:7~8
所示;ARID3A基因引物序列如SEQ ID NO:9~10所示;RFX6基因引物序列如SEQ ID
NO:11~12所示;pax4基因引物序列如SEQ ID NO:13~14所示;neurod1基因引物序列如SEQ ID NO:15~16所示;TPH1基因引物序列如SEQ ID NO:17~18所示;LMX1A基因引物序列如SEQ ID NO:19~20所示;INS基因引物序列如SEQ ID NO:21~22所示;MAFA基因引物序列如SEQ ID NO:23~24所示;IAPP基因引物序列如SEQ ID NO:25~26所示;FOSB基因引物序列如SEQ ID NO:27~28所示;HOPX基因引物序列如SEQ ID NO:29~30所示;NR4A1基因、引物序列如SEQ ID NO:31~32所示;SAMD11基因引物序列如SEQ ID NO:33~34所示;SIX3基因引物序列如SEQ ID NO:35~36所示;ATF3基因引物序列如SEQ ID NO:37~38所示;FOS基因引物序列如SEQ ID NO:39~40所示;MEIS2基因引物序列如SEQ ID NO:41~42所示;NROB1基因引物序列如SEQ ID NO:43~44所示;ATF4基因引物序列如SEQ ID NO:45~46所示;CEBPD基因引物序列如SEQ ID NO:47~48所示;DDIT3基因引物序列如SEQ ID NO:49~50所示;JUNB基因引物序列如SEQ ID NO:51~52所示;EGR1基因引物序列如SEQ IDNO:53~54所示;SIX2基因引物序列如SEQ ID NO:55~56所示;TSC22D1基因引物序列如SEQID
NO:57~58所示;ARNTL2基因引物序列如SEQ ID NO:59~60所示;HSF4基因引物序列如SEQ ID NO:61~62所示;ELF3基因引物序列如SEQ ID NO:63~64所示;HSF2基因引物序列如SEQ ID NO:65~66所示;IRF1基因引物序列如SEQ ID NO:67~68所示;UCN3基因引物序列如SEQ ID NO:69~70所示;ngn3基因引物序列如SEQ ID NO:71~72所示;MNX1基因引物序列如SEQ ID NO:73~74所示;ZNF358基因引物序列如SEQ ID NO:75~76所示。
作为优选,步骤S2加入检测目的基因的引物同时,还加入有检测内参基因的引物,所述内参基因为GAPDH基因和ACTB基因。
作为优选,内参基因的引物序列如下:
GAPDH基因的引物序列如SEQ ID NO:77~78所示;ACTB基因的引物序列如SEQ ID
NO:79~80所示。
作为优选,检测目的基因的引物按照下列比例配置引物池溶液:
基因名称 | 引物浓度 | 加入体积 | 基因名称 | 引物浓度 | 加入体积 |
NR4A1 | 10uM | 4ul | IAPP | 10uM | 2ul |
CEBPD | 10uM | 4ul | UCN3 | 10uM | 2ul |
MAFA | 10uM | 4ul | DDIT3 | 10uM | 2ul |
SIX2 | 10uM | 4ul | ELF3 | 10uM | 2ul |
HSF4 | 10uM | 4ul | zkscan1 | 10uM | 2ul |
EGR1 | 10uM | 1ul | SIX3 | 10uM | 2ul |
TSC22D1 | 10uM | 4ul | MEIS2 | 10uM | 2ul |
INS | 10uM | 1ul | HOPX | 10uM | 2ul |
ARNTL | 10uM | 4ul | ngn3 | 20uM | 2ul |
FOS | 10uM | 2ul | ZNF358 | 10uM | 2ul |
JUNB | 10uM | 2ul | MNX1 | 10uM | 2ul |
FOSB | 30uM | 2ul | ONECUT2 | 10uM | 2ul |
SAMD11 | 10uM | 2ul | RFX6 | 10uM | 2ul |
IRF1 | 20uM | 2ul | neurod1 | 10uM | 2ul |
ATF4 | 10uM | 2ul | ARID3A | 10uM | 2ul |
ATF3 | 20uM | 2ul | FEV | 10uM | 2ul |
HSF2 | 60uM | 2ul | stat1 | 10uM | 2ul |
ACTIN | 10uM | 2ul | pax4 | 10uM | 2ul |
GAPDH | 10uM | 2ul | TPH1 | 10uM | 2ul |
NROB1 | 20uM | 2ul | LMX1A | 10uM | 2ul |
在步骤S3中,每20微升cDNA溶液加入2微升引物池溶液。
优选地,所述干细胞为胰岛干细胞。
本发明还提供了一种用于评估干细胞分化状态的试剂盒,所述试剂盒含有检测目的基因的引物,所述目的基因为FEV基因、ONECUT2基因、zkscan1基因、stat1基因、ARID3A基因、RFX6基因、pax4基因、neurod1基因、TPH1基因、LMX1A基因、INS基因、MAFA基因、IAPP基因、FOSB基因、HOPX基因、NR4A1基因、SAMD11基因、SIX3基因、ATF3基因、FOS基因、MEIS2基因、NROB1基因、ATF4基因、CEBPD基因、DDIT3基因、JUNB基因、EGR1基因、SIX2基因、TSC22D1基因、ARNTL2基因、HSF4基因、ELF3基因、HSF2基因、IRF1基因、UCN3基因、ngn3基因、MNX1基因和ZNF358基因。
作为优选,检测目的基因的引物序列如下:FEV基因引物序列如SEQ ID NO:1~2所示;ONECUT2基因引物序列如SEQ ID NO:3~4所示;zkscan1基因引物序列如SEQ ID NO:5~6所示;stat1基因引物序列如SEQ ID NO:7~8所示;ARID3A基因引物序列如SEQ ID NO:9~10所示;RFX6基因引物序列如SEQ ID NO:11~12所示;pax4基因引物序列如SEQ ID NO:13~14所示;neurod1基因引物序列如SEQ ID NO:15~16所示;TPH1基因引物序列如SEQ ID
NO:17~18所示;LMX1A基因引物序列如SEQ ID NO:19~20所示;INS基因引物序列如SEQ ID NO:21~22所示;MAFA基因引物序列如SEQ ID NO:23~24所示;IAPP基因引物序列如SEQ ID NO:25~26所示;FOSB基因引物序列如SEQ ID NO:27~28所示;HOPX基因引物序列如SEQ ID NO:29~30所示;NR4A1基因、引物序列如SEQ ID NO:31~32所示;SAMD11基因引物序列如SEQ ID NO:33~34所示;SIX3基因引物序列如SEQ ID NO:35~36所示;ATF3基因引物序列如SEQ ID NO:37~38所示;FOS基因引物序列如SEQ ID NO:39~40所示;MEIS2基因引物序列如SEQ ID NO:41~42所示;NROB1基因引物序列如SEQ ID NO:43~44所示;ATF4基因引物序列如SEQ ID NO:45~46所示;CEBPD基因引物序列如SEQ ID NO:47~48所示;DDIT3基因引物序列如SEQ ID NO:49~50所示;JUNB基因引物序列如SEQ ID NO:51~52所示;EGR1基因引物序列如SEQ ID NO:53~54所示;SIX2基因引物序列如SEQ ID NO:55~56所示;TSC22D1基因引物序列如SEQ ID NO:57~58所示;ARNTL2基因引物序列如SEQ IDNO:59~60所示;HSF4基因引物序列如SEQ ID NO:61~62所示;ELF3基因引物序列如SEQ IDNO:63~64所示;HSF2基因引物序列如SEQ ID NO:65~66所示;IRF1基因引物序列如SEQ IDNO:67~68所示;UCN3基因引物序列如SEQ ID NO:69~70所示;ngn3基因引物序列如SEQ IDNO:71~72所示;MNX1基因引物序列如SEQ ID NO:73~74所示;ZNF358基因引物序列如SEQID NO:75~76所示。
作为优选,所述试剂盒还含有检测内参基因的引物,所述内参基因为GAPDH基因和ACTB基因。
作为优选,检测内参基因的引物序列如下:GAPDH基因的引物序列如SEQ ID NO:77~78所示;ACTB基因的引物序列如SEQ ID NO:79~80所示。
近年来,胰岛移植作为新兴的糖尿病治疗方法,在临床应用上取得了一定成功,但供体胰岛的严重不足限制了该治疗手段的进一步普及。因此,发展在体外产生大量表达胰岛素的β细胞的技术方法具有临床应用价值。主要有两种方法,第一种是基于胚胎干细胞(ESCs)和诱导性多能干细胞(iPSCs)的定向诱导分化获取功能性胰岛细胞。第二种是以胰腺组织的细胞为来源,从胰腺导管细胞或胰岛α细胞转分化产生β细胞。尽管如此,体外生成的SC-胰岛与供体胰岛在功能和转录上仍然不完全相等,与来自供体胰岛的β细胞相比,体外来源的SC-β细胞缺乏或低表达许多重要的成熟基因,如MAFA。而移植后SC-β细胞分泌INS的功能和数量增加。这种增加的原因尚不清楚,可能与伴随祖细胞的分化、移植物的重塑以及细胞的成熟状态不受其来源的体外条件所决定有关。然而,对这些移植细胞的进一步评估仅限于免疫染色和体外移植的功能评估。
本发明实施方式中,利用上述的方法,借助多重扩增子测序技术快速检测体外生成的SC-胰岛以及移植的SC-胰岛细胞和原代胰岛相比的基因表达变化。有助于理解和推进当前的定向分化技术,以开发新的细胞治疗糖尿病,为胰岛细胞的移植研究和再生医学应用提供指导。
通过实施上述技术方案,本发明具有如下的优点:本发明通过筛选与待评估干细胞相关基因,并对筛选出的靶标基因设计引物,进行多重PCR扩增,并对PCR产物进行高通量测序,可以快速高效的获得目标基因的表达情况,从而帮助快速准确地评估干细胞的分化状态。
附图说明
附图1为实施例2中对引物浓度优选前后的均一性比较曲线图;
附图2为各样本中目的基因reads的检出情况统计分析柱状图。
具体实施方式
结合以下具体实施,对本发明作进一步的详细说明,本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下,本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括于本发明中,并且以所附的权利要求书保护范围为准。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等,除以下专门提及的内容外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。
实施例1
多重扩增子测序检测干细胞分化相关基因表达的方法学初步构建
一、靶标基因的选择
通过查找相关文献选择以下与干细胞分化相关的基因或胰岛细胞特征基因进行检测,所选靶标基因信息列表见表1。
表1靶标基因信息列表
基因 | geneID | 基因 | geneID | 基因 | geneID | 基因 | geneID |
FEV | 54738 | INS | 3630 | MEIS2 | 4212 | HSF4 | 3299 |
ONECUT2 | 9480 | MAFA | 389692 | NROB1 | 190 | ELF3 | 1999 |
zkscan1 | 7586 | IAPP | 3375 | ATF4 | 468 | HSF2 | 3298 |
stat1 | 6772 | FOSB | 2354 | CEBPD | 1052 | IRF1 | 3659 |
ARID3A | 1820 | HOPX | 84525 | DDIT3 | 1649 | UCN3 | 114131 |
RFX6 | 222546 | NR4A1 | 3164 | JUNB | 3726 | ngn3 | 50674 |
pax4 | 5078 | SAMD11 | 148398 | EGR1 | 1958 | MNX1 | 3110 |
neurod1 | 4760 | SIX3 | 6496 | SIX2 | 10736 | ZNF358 | 140467 |
TPH1 | 7166 | ATF3 | 467 | TSC22D1 | 8848 | ||
LMX1A | 4009 | FOS | 2353 | ARNTL2 | 56938 |
内参基因将从以下表2中所示的4种基因种筛选:
表2内参基因列表
基因 | geneID |
GAPDH | 2597 |
SDHA | 6389 |
ACTB | 60 |
18S rRNA | / |
二、引物的设计合成
根据基因的保守区域,采用引物探针设计软件Primer Express 3.0.1设计引物序列,引物位置跨越不同外显子,特异性引物加接头的长度范围47bp-62bp,扩增子长度控制在大于75bp、小于300bp的范围内,上下游引物的TM值差值基本在0℃-3℃。引物通过UCSCblast特异性良好。各引物基因序列见下表3。
表3目的基因与内参基因引物序列表
上述表1中的各目的基因的引物通过多重引物二聚体分析无引物二聚体存在,分析网站:https://www.thermofisher.cn/cn/zh/home/brands/thermo-scientific/molecular-biology/molecular-biology-learning-center/molecular-biology-resource-library/thermo-scientific-web-tools/multiple-primer-analyzer.html。
三、多重扩增子测序流程检测样本测试
1、采用凯杰RNA提取试剂盒RNeasy Universal Kits提取正常胰岛细胞样本B_0903islet的RNA,使用分光光度计(Thermo Fisher)检测RNA的浓度和纯度,确保RNA浓度大于50ng/ul且A260/A280在1.9-2.1之间、A260/A230大于1.7,将待测样本的浓度标准化至50ng/ul。
2、将所有目的基因和内参基因的引物干粉离心后加入相应体积的Nuclease-freeWater稀释为100uM,然后再稀释为10uM,将所有基因的上下游引物按照1:1混合成Primer-Mix。
3、cDNA合成
3.1、配制反应体系
按照下表4进行反应体系配制:
表4反应体系
轻轻地上下吹打至少10次以彻底混合,然后短暂离心以将溶液收集到试管底部。
3.2、反应程序
按照以下步骤在热循环仪中孵育20μl的反应mix:
4、PCR1
4.1按照下表5在冰上配制PCR1反应:
表5PCR1反应体系
4.2上下吹打至少10次,轻轻混合,然后短暂离心以将溶液收集到试管底部。
4.3在热循环仪中将盖温度设置为≥100℃孵育反应,并在以下表6所示的循环条件下进行PCR:
表6PCR1反应条件
5、PCR2(加Index扩增文库)
5.1每管样在样品管上标记编排好的Index号;
5.2按照如下表7所示体系组成在冰上配制PCR Master Mix:
表7PCR2反应体系
5.3对于每个反应,将39ul PCR Master Mix加入干净的0.2ml的PCR管中。
5.4将来自PCR1的1ul PCR产物添加到每个PCR管中。
5.5添加5ul的Index Primer Mix到每个样本中。混匀并短暂旋转以收集底部。
5.6在热循环仪中将盖温度设置为≥100℃孵育反应,并在以下表8所示的循环条件下进行PCR:
表8PCR2反应条件
5.7PCR反应完成后,简短离心,立即进行下一步的纯化。
6、AMPure XP磁珠纯化
6.1将AMPure XP磁珠室温放置30min以上,使用前充分混匀;
6.2每管样品中加入75ul AMPure XP磁珠(1.5倍体积),吹吸混匀10次,室温静置5min;
6.3样品管放入磁力架,静置5min至液体澄清;
6.4样品管仍放在磁力架上,小心移去上清液,避免吸到磁珠;
6.5样品管仍放在磁力架上,用200ul 70%乙醇清洗磁珠,静置30s后移去乙醇;
6.6重复步骤5一次;
6.7取下样品管,简短离心,将样本管放回磁力架静置30s后,移去剩余乙醇;
6.8室温开盖晾干5min,使乙醇完全挥发;
6.9样品管仍放在磁力架上,向各管内加入20ul水;
6.10将样品管取下,吹吸混匀后室温静置2min;
6.11样品管放入磁力架,静置3min至液体澄清;
6.12转移18ul上清液至新的1.5ml离心管。
7、Qubit检测文库浓度
采用dsDNAHS Assay Kit for Qubit(翌圣)试剂和Qubit 3.0仪器检测文库浓度。
8、文库质检
使用安捷伦4150分析仪和High Sensitivity D1000芯片和试剂检测文库片段大小,结果见表9。
表9文库片段大小检测结果
9、上机测序
采用Illumina HiSeq X Ten 2x 75进行上机测序,目标测序量0.5G,测序实验操作按照制造商提供的操作说明书进行上机测序操作。
10、下机数据结果分析
实验数据为两次重复的结果,分析各基因reads的检出情况见表10:
表10各基因reads的检出情况
结果分析:1、内参基因SDHA检出过低;2、内参基因18S rRNA占比太大,导致其他基因检出偏少。3、目的基因DDIT3、SAMD11、SIX3、FOS、MEIS2、JUNB、EGR1检出偏低。
实施例2
多重扩增子测序检测干细胞分化相关基因表达的流程优化1
实施例1中的结果表明四种内参基因GAPDH、SHDA、ACTB、18S rRNA中SDHA和18SrRNA检出结果偏低和偏高,不适合作为检测内参基因,因此将SDHA和18S rRNA去除,保留GAPDH和ACTB两种内参基因。另外,目的基因DDIT3、SAMD11、SIX3、FOS、MEIS2、JUNB、EGR1检出偏低,因此通过进行普通PCR和凝胶电泳测试筛选合适引物,筛选后将这7种目的基因的引物序列调整如下表11:
表11部分目的基因调整后的引物序列表
按照实施例1中的实验步骤进行正常胰岛细胞样本B_0903islet测试,下机数据结果分析各基因reads的检出情况见表12:
表12各基因reads的检出情况
结果分析:经调整后各目的基因均正常检出,其中一些基因检出相对偏少是因为本身该基因为低表达基因,如:LMX1A和NR4A1。
实施例3
多重扩增子测序检测干细胞分化相关基因表达的流程优化2
实施例2中的结果表明经过调整优化后各目的基因均正常检出,但基因检出的均一性较差,因此本实施例进行了引物池浓度的调整,最终得出最佳引物池比例,具体如下表13:
表13最佳的引物池浓度比例
基因名称 | 引物浓度 | 加入体积 | 基因名称 | 引物浓度 | 加入体积 |
NR4A1 | 10uM | 4ul | IAPP | 10uM | 2ul |
CEBPD | 10uM | 4ul | UCN3 | 10uM | 2ul |
MAFA | 10uM | 4ul | DDIT3 | 10uM | 2ul |
SIX2 | 10uM | 4ul | ELF3 | 10uM | 2ul |
HSF4 | 10uM | 4ul | zkscan1 | 10uM | 2ul |
EGR1 | 10uM | 1ul | SIX3 | 10uM | 2ul |
TSC22D1 | 10uM | 4ul | MEIS2 | 10uM | 2ul |
INS | 10uM | 1ul | HOPX | 10uM | 2ul |
ARNTL | 10uM | 4ul | ngn3 | 20uM | 2ul |
FOS | 10uM | 2ul | ZNF358 | 10uM | 2ul |
JUNB | 10uM | 2ul | MNX1 | 10uM | 2ul |
FOSB | 30uM | 2ul | ONECUT2 | 10uM | 2ul |
SAMD11 | 10uM | 2ul | RFX6 | 10uM | 2ul |
IRF1 | 20uM | 2ul | neurod1 | 10uM | 2ul |
ATF4 | 10uM | 2ul | ARID3A | 10uM | 2ul |
ATF3 | 20uM | 2ul | FEV | 10uM | 2ul |
HSF2 | 60uM | 2ul | stat1 | 10uM | 2ul |
ACTIN | 10uM | 2ul | pax4 | 10uM | 2ul |
GAPDH | 10uM | 2ul | TPH1 | 10uM | 2ul |
NROB1 | 20uM | 2ul | LMX1A | 10uM | 2ul |
按照实施例1中的实验步骤进行正常胰岛细胞样本B_0903islet测试,下机数据结果分析各基因reads的检出情况如表14:
表14各基因reads的检出情况
SampleID | R2104018 |
FEV | 1903 |
ONECUT2 | 4450 |
zkscan1 | 39820 |
stat1 | 67 |
ARID3A | 1526 |
RFX6 | 2157 |
pax4 | 129 |
neurod1 | 2574 |
TPH1 | 379 |
LMX1A | 1 |
INS | 116097 |
MAFA | 1198 |
IAPP | 109683 |
FOSB | 6745 |
HOPX | 7257 |
NR4A1 | 54 |
SAMD11 | 361620 |
SIX3 | 12737 |
ATF3 | 138671 |
FOS | 722225 |
MEIS2 | 7849 |
NROB1 | 30220 |
ATF4 | 241235 |
CEBPD | 10011 |
DDIT3 | 131409 |
JUNB | 412908 |
EGR1 | 79033 |
SIX2 | 672 |
TSC22D1 | 2837 |
ARNTL | 1545 |
HSF4 | 2501 |
ELF3 | 16000 |
HSF2 | 166866 |
IRF1 | 37854 |
UCN3 | 78261 |
ngn3 | 240 |
MNX1 | 3237 |
ZNF358 | 4920 |
GAPDH | 134250 |
ACTB | 118752 |
统计分析显示,优化后的均一性明细好于优化前,均一性结果见附图1。
实施例4
干细胞分化处理后的细胞与正常胰岛细胞及阴性细胞检测对比
采用凯杰RNA提取试剂盒RNeasy Universal Kits提取阴性细胞(处理前)样本adsc-HFF、干细胞分化处理后的细胞样本B_DFZ10906和正常胰岛细胞样本B_0903islet和的RNA,使用分光光度计(Thermo Fisher)检测RNA的浓度和纯度,确保RNA浓度大于50ng/ul且A260/A280在1.9-2.1之间、A260/A230大于1.7,将待测样本的浓度标准化至50ng/ul。
将所有目的基因和内参基因的引物干粉离心后加入相应体积的Nuclease-freeWater稀释为100uM,然后再稀释为10uM,将所有基因的上下游引物按照优化后的引物池比例混合成Primer-Mix。
按照实施例1中的后续实验步骤进行测试。下机数据结果分析各样本中目的基因reads的检出情况及相对表达水平如下表15:
表15各样本中目的基因reads的检出情况及相对表达水平
基因表达统计分析见附图2。
结果分析:相比于处理前的阴性细胞样本adsc-HFF,经分化处理后的细胞样本B_DFZ10906大部分胰岛细胞特征基因的表达趋向于正常胰岛细胞,说明干细胞经分化处理后已开始分化,另外还有一部分基因的表达相对于正常胰岛细胞更高,可能由于是分化处理刺激导致。整体结果说明,通过我们所构建的多重扩增子测序可以快速准确的评估干细胞的分化状态。
Claims (10)
1.一种用于评估干细胞分化状态的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:提取待测干细胞RNA;
S2:合成cDNA;
S3:加入检测目的基因的引物进行第一轮多重PCR扩增,所述目的基因为FEV基因、ONECUT2基因、zkscan1基因、stat1基因、ARID3A基因、RFX6基因、pax4基因、neurod1基因、TPH1基因、LMX1A基因、INS基因、MAFA基因、IAPP基因、FOSB基因、HOPX基因、NR4A1基因、SAMD11基因、SIX3基因、ATF3基因、FOS基因、MEIS2基因、NROB1基因、ATF4基因、CEBPD基因、DDIT3基因、JUNB基因、EGR1基因、SIX2基因、TSC22D1基因、ARNTL2基因、HSF4基因、ELF3基因、HSF2基因、IRF1基因、UCN3基因、ngn3基因、MNX1基因和ZNF358基因;
S4:加入接头序列进行第二轮PCR反应;
S5:磁珠纯化;
S6:测序分析,根据测序结果评估干细胞分化状态。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,检测目的基因的引物序列如下:FEV基因引物序列如SEQ ID NO:1~2所示;ONECUT2基因引物序列如SEQ ID NO:3~4所示;zkscan1基因引物序列如SEQ ID NO:5~6所示;stat1基因引物序列如SEQ ID NO:7~8所示;ARID3A基因引物序列如SEQ ID NO:9~10所示;RFX6基因引物序列如SEQ ID NO:11~12所示;
pax4基因引物序列如SEQ ID NO:13~14所示;neurod1基因引物序列如SEQ ID NO:15~16所示;TPH1基因引物序列如SEQ ID NO:17~18所示;LMX1A基因引物序列如SEQ IDNO:19~20所示;INS基因引物序列如SEQ ID NO:21~22所示;MAFA基因引物序列如SEQID NO:23~24所示;IAPP基因引物序列如SEQ ID NO:25~26所示;FOSB基因引物序列如SEQ IDNO:27~28所示;HOPX基因引物序列如SEQ ID NO:29~30所示;NR4A1基因、引物序列如SEQID NO:31~32所示;SAMD11基因引物序列如SEQ ID NO:33~34所示;
SIX3基因引物序列如SEQ ID NO:35~36所示;ATF3基因引物序列如SEQ ID NO:37~38所示;FOS基因引物序列如SEQ ID NO:39~40所示;MEIS2基因引物序列如SEQ IDNO:41~42所示;NROB1基因引物序列如SEQ ID NO:43~44所示;ATF4基因引物序列如SEQ ID NO:45~46所示;CEBPD基因引物序列如SEQ ID NO:47~48所示;DDIT3基因引物序列如SEQ ID NO:49~50所示;JUNB基因引物序列如SEQ ID NO:51~52所示;EGR1基因引物序列如SEQ IDNO:53~54所示;SIX2基因引物序列如SEQ ID NO:55~56所示;TSC22D1基因引物序列如SEQID NO:57~58所示;ARNTL2基因引物序列如SEQ IDNO:59~60所示;HSF4基因引物序列如SEQ ID NO:61~62所示;ELF3基因引物序列如SEQID NO:63~64所示;HSF2基因引物序列如SEQ ID NO:65~66所示;IRF1基因引物序列如SEQ ID NO:67~68所示;UCN3基因引物序列如SEQ ID NO:69~70所示;ngn3基因引物序列如SEQ ID NO:71~72所示;MNX1基因引物序列如SEQ ID NO:73~74所示;ZNF358基因引物序列如SEQ ID NO:75~76所示。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述干细胞为胰岛干细胞。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S2加入检测目的基因的引物同时,还加入有检测内参基因的引物,所述内参基因为GAPDH基因和ACTB基因。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,检测内参基因的引物序列如下:GAPDH基因的引物序列如SEQ ID NO:77~78所示;ACTB基因的引物序列如SEQ ID NO:79~80所示。
6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,检测目的基因的引物按照下列比例配置引物池溶液:
在步骤S3中,每20微升cDNA溶液加入2微升引物池溶液。
7.一种用于评估干细胞分化状态的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒含有检测目的基因的引物,所述目的基因为FEV基因、ONECUT2基因、zkscan1基因、stat1基因、ARID3A基因、RFX6基因、pax4基因、neurod1基因、TPH1基因、LMX1A基因、INS基因、MAFA基因、IAPP基因、FOSB基因、HOPX基因、NR4A1基因、SAMD11基因、SIX3基因、ATF3基因、FOS基因、MEIS2基因、NROB1基因、ATF4基因、CEBPD基因、DDIT3基因、JUNB基因、EGR1基因、SIX2基因、TSC22D1基因、ARNTL2基因、HSF4基因、ELF3基因、HSF2基因、IRF1基因、UCN3基因、ngn3基因、MNX1基因和ZNF358基因。
8.根据权利要求7所述的试剂盒,其特征在于,检测目的基因的引物序列如下:FEV基因引物序列如SEQ ID NO:1~2所示;ONECUT2基因引物序列如SEQ ID NO:3~4所示;zkscan1基因引物序列如SEQ ID NO:5~6所示;stat1基因引物序列如SEQ ID NO:7~8所示;ARID3A基因引物序列如SEQ ID NO:9~10所示;RFX6基因引物序列如SEQ ID NO:11~12所示;pax4基因引物序列如SEQ ID NO:13~14所示;neurod1基因引物序列如SEQ ID NO:15~16所示;TPH1基因引物序列如SEQ ID NO:17~18所示;LMX1A基因引物序列如SEQ IDNO:19~20所示;INS基因引物序列如SEQ ID NO:21~22所示;MAFA基因引物序列如SEQID NO:23~24所示;IAPP基因引物序列如SEQ ID NO:25~26所示;FOSB基因引物序列如SEQ ID NO:27~28所示;HOPX基因引物序列如SEQ ID NO:29~30所示;NR4A1基因、引物序列如SEQ ID NO:31~32所示;SAMD11基因引物序列如SEQ ID NO:33~34所示;SIX3基因引物序列如SEQ IDNO:35~36所示;ATF3基因引物序列如SEQ ID NO:37~38所示;FOS基因引物序列如SEQ IDNO:39~40所示;MEIS2基因引物序列如SEQ IDNO:41~42所示;NROB1基因引物序列如SEQID NO:43~44所示;ATF4基因引物序列如SEQ ID NO:45~46所示;CEBPD基因引物序列如SEQ ID NO:47~48所示;DDIT3基因引物序列如SEQ ID NO:49~50所示;JUNB基因引物序列如SEQ ID NO:51~52所示;EGR1基因引物序列如SEQ ID NO:53~54所示;SIX2基因引物序列如SEQ ID NO:55~56所示;TSC22D1基因引物序列如SEQ ID NO:57~58所示;ARNTL2基因引物序列如SEQ IDNO:59~60所示;HSF4基因引物序列如SEQ ID NO:61~62所示;ELF3基因引物序列如SEQID NO:63~64所示;HSF2基因引物序列如SEQ ID NO:65~66所示;IRF1基因引物序列如SEQ ID NO:67~68所示;UCN3基因引物序列如SEQ ID NO:69~70所示;ngn3基因引物序列如SEQ ID NO:71~72所示;MNX1基因引物序列如SEQ ID NO:73~74所示;ZNF358基因引物序列如SEQ ID NO:75~76所示。
9.根据权利要求7所述的试剂盒,其特征在于,所述试剂盒还含有检测内参基因的引物,所述内参基因为GAPDH基因和ACTB基因。
10.根据权利要求9所述的试剂盒,其特征在于,检测内参基因的引物序列如下:GAPDH基因的引物序列如SEQ ID NO:77~78所示;ACTB基因的引物序列如SEQ ID NO:79~80所示。
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