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瑞兴生物|单细胞测序·空间转录组·三代测序·RNA调控

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细胞分子平台 · 分子检测

分子实验检测

瑞兴的分子检测常规提供四项:荧光定量 PCR 测表达量,FISH 看基因或转录本在细胞里的位置,双荧光素酶报告基因验证某个因子与某段序列的直接调控关系,生化检测读血清、组织里的代谢与肝肾功能指标。

  • 荧光定量 PCR
  • FISH 原位杂交
  • 双荧光素酶报告基因
  • 生化检测
  • 引物设计与验证
  • 突变型对照
4项常规分子检测项目
90–110%qPCR 扩增效率合格线
2条双荧光素酶验证路线
4项交付:数据·报告·英文方法·结果图
01

四项各自回答什么

你想回答的问题做哪个读出什么
这个基因/转录本的表达变了多少荧光定量 PCR相对表达量(2−ΔΔCt)、剪接异构体比值
这个转录本在细胞里的哪个位置、有多少个点FISH 原位杂交亚细胞定位、每细胞信号点数、与蛋白的共定位
这个因子/miRNA 是不是直接作用在这段序列上双荧光素酶报告基因Firefly/Renilla 比值,野生型与突变型的差
整体代谢、肝肾功能的指标有没有跟着变生化检测血糖、血脂、肝肾功能等浓度值(mmol/L 等)
两项最容易混的:qPCR 和 FISH 都能说"表达",但 qPCR 是把整管样本磨碎了测总量,回答不了"是谁、在哪里";FISH 能看单个细胞甚至单个转录本的点,但定量是半定量的、通量也低。要写"表达升高",用 qPCR;要写"在核内聚集/与某蛋白共定位",只能靠 FISH。另外双荧光素酶只证明"这段序列和这个因子有直接的调控关系",不证明表达量一定变——真要下结论,还得补 qPCR 或 Western。

在课题里的位置各有不同:细胞模型构建和细胞功能实验做完之后,qPCR/FISH/双荧光素酶常用来解释"为什么";动物实验或临床样本的整体评估,多配生化检测。做不做、做几项,跟着课题设计走,不必凑齐。

02

荧光定量 PCR:把"表达量"变成数

PCR 每完成一个循环,产物就多一点。qPCR 是在体系里加荧光染料或探针,每个循环读一次荧光,把"产物随循环数增长"这条曲线实时画出来。曲线越过阈值时的循环数就是 Ct:起始模板越多,越早越过阈值,Ct 越小。

所以 Ct 本身不是表达量,要先用内参基因归一化、再和对照组比,才得到相对表达量(2−ΔΔCt)。真正决定这一次 qPCR 能不能用的,是三个前置条件:RNA 质量、引物特异性、内参选择——RNA 降解会让 Ct 整体后移,引物不特异会让熔解曲线出双峰,内参在处理条件下变了,所有结论跟着偏。

1

RNA 提取与质检

浓度、A260/280、完整性一并记录,不合格不进入下一步。

2

引物设计与验证

熔解曲线单峰、标准曲线效率 90–110%,引物序列随报告交付。

3

逆转录与上机

同批样本统一逆转录,复孔上机,扩增曲线全数留档。

4

数据处理

内参归一化、算 2−ΔΔCt、做显著性检验。

5

出图与报告

柱状图带误差线与显著性标记,扩增/熔解曲线随原始数据交付。

荧光定量 PCR 仪实拍:QuantStudio 系列实时荧光定量 PCR 仪
检测平台:实时荧光定量 PCR 仪(QuantStudio 系列)
qPCR 实测结果:SERBP1 过表达细胞中五个基因的可变剪接 sashimi 图与 qRT-PCR 定量验证柱状图
实测(合作发表):SERBP1 过表达 HeLa 中 PDP1、ME3、SLC27A1、LPIN3、ALKBH7 五个基因的可变剪接;左侧为 RNA-seq 剪接图,右侧为 qRT-PCR 定量验证(剪接比值与相对表达量),OE 与 Ctrl 差异显著
Zhou J, Chen W, He Q, et al. PeerJ, 2022, 10: e14084.
三个数不过关,就别往下算表达量:① 熔解曲线必须单峰(SYBR 体系)——双峰或宽峰说明有非特异产物或引物二聚体,这时候读出来的数是两个产物的和;② 标准曲线效率 90–110%、R² ≥ 0.99,效率偏了要先稀释模板或重设计引物;③ 技术复孔 Ct 极差 ≤ 0.5。另外 Ct 超过 35 基本等于没表达,别把"表达量低"写成结论——先确认样本里到底有没有这个转录本。
03

FISH:把探针送进细胞,看它落在哪

FISH(荧光原位杂交)是用荧光基团标记一段与靶序列互补的核酸探针,进到细胞里与靶 DNA 或 RNA 杂交,再在荧光显微镜或共聚焦下看信号。信号出现在哪个位置、有多少个点、和哪个蛋白重叠,都是信息——这是把样本磨碎做 qPCR 拿不到的东西。

做 DNA 的 FISH 看染色体层面的事:基因重排与融合、扩增、缺失、着丝粒计数。做 RNA 的 FISH 看转录本在细胞里的分布:核内还是胞质、有没有聚成点、和某个蛋白是否共定位。后者常和免疫荧光一起做——探针给 RNA,抗体给蛋白,一张 Merge 就能说明"这两个东西在同一个位置"。

FISH 与免疫荧光共染实测:结直肠癌细胞中 lncRNA CRLM1(红)与 hnRNPK 蛋白(黄)的共定位,DAPI 染核、GFP 为转染标记,NC 与 CRLM1 过表达两组
实测(合作发表):结直肠癌细胞中 lncRNA CRLM1(红)与 hnRNPK(黄)共定位,DAPI 染核(蓝)、GFP 为转染标记;上排 NC、下排 CRLM1 过表达,标尺 18 µm
Wang Z, Chen J, Sun F, et al. Cell Biosci, 2022, 12: 120.
RNA FISH 最容易毁在两件事上:一是 RNase——试剂要无 RNase、耗材专用,操作时别对着样品说话;二是固定与通透——通透过了头,RNA 会漏出去,信号又弱又弥散,通不透探针又进不去。另外别只放一张"好看的 Merge":审稿人会要每个细胞的信号点数或平均荧光强度做定量,这个我们和原图一起给。
04

双荧光素酶:证明"就是这一段、就是它"

报告基因实验回答的是一个很具体的问题:这段序列和这个因子之间,有没有直接作用。做法是把待验证的序列挂到萤火虫荧光素酶(Firefly)基因的上游或下游,转进细胞看酶活变不变;同时转一个海肾荧光素酶(Renilla)作内参,用两者比值消除转染效率和细胞数带来的组间误差。

两条常用路线:① 启动子区——把靶基因的 5' 启动子或转录因子结合元件克隆到 Luc 上游,与转录因子过表达质粒共转;野生型荧光升高、结合位点突变型不升高,说明这个位点就是该转录因子的作用位点。② 3'UTR——把 3'UTR 或 lncRNA 结合序列克隆到 Luc 下游,与 miRNA mimics 共转;野生型荧光下降、突变型不变,说明 miRNA 通过这个位点调控。

双荧光素酶启动子区验证原理示意:CMV 驱动 Promoter-Luc2 报告质粒,转录因子结合后激活荧光,结合位点突变后不再激活
路线一(启动子区):转录因子结合野生型启动子 → 荧光升高;结合位点突变 → 不再升高
双荧光素酶 3'UTR 验证原理示意:CMV 驱动 Luc2-UTR 报告质粒,miRNA mimics 结合野生型 3'UTR 后酶活降低,突变型酶活不变
路线二(3'UTR):miRNA mimics 结合野生型 3'UTR → 酶活降低;结合位点突变 → 酶活不变
双荧光素酶实测:CCR7 启动子片段与 lncRNA AC007278.2 过表达共转后的相对荧光比值柱状图,以及 AC007278.2 抑制 CCR7 转录的机制示意
实测(合作发表):CCR7 启动子片段(CCR7-1/CCR7-2)与 lncRNA AC007278.2 过表达质粒共转,Ratio F/R 显著下降(p = 0.0149);右侧为机制示意——AC007278.2 与 BACH2/ZNF10 结合后阻断 CCR7 的转录激活
You Y, Zhao X, Wu Y, et al. Front Immunol, 2021, 12: 615859.
没有突变型,这个实验只能说明"有影响":说明不了"结合在这个位点"。所以只要结论里出现"直接结合""靶向",就必须带突变型对照——这是审稿人第一时间会看的地方。另外三个细节:两个质粒的用量比例整批统一;转染后 24–48 h 内收样,再晚酶活会掉;每组至少 3 复孔,并做独立重复。
05

生化检测:整体代谢有没有跟着变

血清、血浆、组织匀浆、细胞培养液、灌流液里的代谢物和酶活,都能用生化分析仪测出来:血糖、甘油三酯、总胆固醇、HDL/LDL,肝功能(ALT、AST、ALP、TP、ALB),肾功能(BUN、Cr、UA)等等。原理多是比色或酶偶联反应——反应产物的颜色深浅与待测物浓度成正比,仪器读吸光度换算成浓度。

这类指标看着简单,结果却最容易被样品处理决定:溶血、抗凝剂类型、组织匀浆的稀释倍数、冻融次数,都会让数字变样。所以我们动手前先确认样品类型和保存条件;匀浆样品同时测蛋白浓度做归一化,不靠"差不多取了同样多的组织"。

1

样品准备

确认血清/血浆/匀浆类型,记录抗凝剂与保存条件。

2

试剂配制

同批试剂、同一批号,标准曲线同步做。

3

加样孵育

按指标要求的温度与时间反应,避免批次间漂移。

4

上机检测

读吸光度/浓度,超线性范围的样本稀释后复测。

5

分析出报告

组间比较、显著性检验、出图。

生化检测实测:对照组与 shTCTP 组血清甘油三酯(mmol/L)与总胆固醇(mmol/L)柱状图
实测(合作发表):敲低 TCTP 后,甘油三酯由约 0.66 降至 0.56 mmol/L(**)、总胆固醇由约 0.58 降至 0.51 mmol/L(*)
Dong K, Zhao Q, Xue Y, et al. Gene, 2021, 768: 145263.
血清和血浆不能混着比:不同抗凝剂(EDTA、肝素、柠檬酸钠)对部分指标有干扰,同一批实验要用同一种采血管、同一种处理流程;溶血样本的钾、LDH、AST 会假性升高,宁可重取。组织样品称重后按固定比例匀浆,再用 BCA/Bradford 测蛋白浓度归一化——否则"处理组更低"可能只是匀浆时组织放少了。
06

交付什么

A

原始数据

B

实验报告

C

英文材料方法

D

结果图

07

常见问题

qPCR 引物用我自己的还是你们设计?
都可以。你给序列,我们做熔解曲线和标准曲线验证,效率不合格会告诉你;没有的话我们按转录本设计,并把引物序列、扩增区域写进报告——写材料方法时这几个信息是必须的。
qPCR 一定要三个复孔吗?
技术复孔 3 个是常规做法,用来判断加样误差;生物学重复是另一回事,一般要 ≥3 次独立实验,不然统计上没有意义。两个概念别混,文章里也要分开写。
FISH 的探针谁做?多重检测能同时看几个靶标吗?
探针按靶序列定制,设计与荧光标记我们做,序列和标记信息随报告交付。多重检测能做,但要先确认通道之间不打架:荧光基团的激发/发射、滤光片配置、自发荧光水平都要提前排一遍。通道越挤,信号越容易串,我们一般建议关键结论用两通道以内的干净图来支撑。
双荧光素酶为什么一定要做突变型?
因为野生型荧光变化只说明"这段序列有影响",不能说明"作用在这个具体位点"。加了突变型,突变后效应消失,才能把结论写成"通过该位点直接结合"。只做野生型还写"直接靶向",是这类实验最常见的返工原因。
生化检测能测哪些指标?
常规的血糖、血脂四项、肝功能、肾功能、心肌酶等都在范围内,具体清单按样本类型给。个别特殊指标(特定物种的激素、细胞因子等)要先确认方法学,不是所有指标都能在同一台生化仪上做——这类我们会提前说明,必要时转到 ELISA 或质谱。
需要送多少样本、怎么送?
按样本类型定:RNA 样品看浓度与完整性要求,细胞爬片/切片要固定到位,血清血浆要注明抗凝剂,组织要液氮速冻后干冰运输。方案阶段会给你一份对应清单,包括保存温度、可接受的冻融次数与运输方式。
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