使用mRNA, miRNA和lncRNA作为癌症和其他疾病的生物标志物
诊断癌症和疾病的主要方法依赖于冗长、昂贵和复杂的组织学技术,这些技术通常用于已经出现症状的患者,从而进一步处于疾病状态。理想情况下,诊断方法应该是无创、快速和高效的,能够在症状前和症状性人群中进行负担得起的精确筛查。循环核酸,有时被称为循环转录组,已成为癌症和疾病的潜在生物标志物群体之一。临床上,循环核酸已经用于产前诊断检测,许多候选检测正在出现,用于各种疾病状态。这些循环生物标记物通常分为三大类:mRNA、microRNA(miRNA)和长非编码RNA(lncRNA)。
不同RNA生物标志物的特征
肝癌、乳腺癌和前列腺癌的循环mRNA标记物都已被报道过。然而,细胞外mRNA通常会迅速降解为小片段,难以作为独特的生物标志物。在某些情况下,循环中的mRNA可以与伴侣(蛋白质或脂类结合伴侣)形成复合物,并持续存在于血液中。然而,循环mRNA的高度变异性和更替使其成为具有挑战性的精确诊断候选者。
mirna是一种小的(通常为20 nt)非编码RNA,通常被认为调控基因表达。与编码mrna不同,mirna趋向于相对稳定和抗碎片化。目前,已经发现了数千种独特的mirna,这些mirna涉及数百种疾病,包括多种类型的癌症、遗传疾病、心脏病、肾病、中枢神经系统功能障碍和失调、肥胖以及病毒和寄生虫感染。在唾液、眼泪、脑脊液和尿液等其他体液中也发现了miRNA。
lncRNA较长(通常为>200 nt)的转录本不编码特定的蛋白质。与miRNA类似,lncRNA通常被认为参与基因调控。成千上万的lncRNA已经被发现,多种癌症、神经系统疾病、心脏病和衰老都与疾病特异性的lncRNA物种有关。
生物标志物筛选的解决方案
筛选这些生物标志物的挑战之一是需要筛选各种样本类型中的数百个潜在靶标。高通量qPCR已经成为一种潜在的解决方案,能够快速和敏感地检测许多靶标。的SmartChip Real-Time PCR系统已在许多出版物中使用,这些出版物分析了来自多种样本类型的各种癌症和疾病中的miRNA、lncRNA和mRNA,包括血液、细胞系、T细胞、血浆和各种类型的患者活检。所有研究的关键是SmartChip系统支持大量分析和样本配置的能力,因为每种疾病都有一组独特的、不断变化的生物标志物。通过合作,我们帮助研究人员设计和利用mRNA、miRNA和lncRNA的多个面板,可以在智能芯片系统上实现对他们感兴趣的疾病模型中的关键生物标志物的高通量筛选。
高通量研究
在一些研究中,利用了人类肿瘤面板。该面板含有超过1,200个基因特异性测定涵盖16个官能团,包括信号转导,癌症,凋亡,血管生成,心血管疾病,ADME(毒理学,药物代谢和运输),炎症,激酶,转录因子,药物靶标,G-蛋白质偶联受体,细胞周期和增殖,DNA损伤修复,生长因子,蛋白酶和磷酸酶。在一项研究中,人们使用人体肿瘤学小组研究人巨细胞病毒(HCMV)和癌症之间的相互作用。该研究确定了多种途径中的20个差异表达基因,包括信号转导(MAPK和PI3K / AKT),炎症,血管生成,肿瘤抑制剂,促凋亡和DNA损伤修复途径。这些数据表明HCMV在通常健康细胞中具有致癌和/或on Comodulation活性的可能性。另一项研究利用相同的面板研究酪术-TRNA合成酶如何如何定位到核蛋白合成的已知交流剂,并调节DNA损伤修复基因。
其他研究利用包含1306个预先验证的miRNA靶点的miRNA面板。miRNA面板在SmartChip系统上运行,该系统能够筛选大量样本中的数千个miRNA,包括从患者肿瘤中提取的结肠癌细胞和胰腺导管腺癌细胞,以识别疾病的关键miRNA介质。除癌症外,该小组还用于识别孕妇血浆中与唐氏综合征相关的miRNAs,为产前诊断提供了一种潜在的无创方法。该小组还被用来研究和描述不同的细胞群。一项研究描述了癌细胞和干细胞之间共享的调控凋亡的特定mirna。在另一项研究中,对血清、血浆和白细胞中的miRNA亚群进行了纵向特征分析。另一组通过在SmartChip系统上筛选处理过的细胞,发现糖皮质激素依赖miRNA-98抑制T细胞的机制。
最后,一些研究已经在SmartChip系统上研究了lncrna,使用了一个包含1700多个分析的面板。该小组是与Biogazelle合作开发的,其设计符合定量实时PCR实验(MIQE)指南的最低发布信息,并针对基因组数据库进行策划。在一项研究中,lncRNA面板被用于研究NCI-60癌症细胞系面板中的表达。NCI-60是一组60个人类癌症细胞系,来自多种组织,包括大脑、血液、骨髓、乳腺、结肠、肾脏、肺、卵巢、前列腺和皮肤。在NCI-60面板中,筛选出的1700个lncrna中有97%在至少一个细胞系中重复表达。在另一项研究中,对黑色素瘤样本进行了lncRNA筛选,以确定黑色素瘤形成的关键介质。本研究发现lncRNA SAMMSON在黑素瘤样本中高度上调,并进一步研究和表征其机制。另一项最近的研究利用lncRNA面板开发了一种筛选,以观察体细胞拷贝数改变(SCNA)如何影响lncRNA改变,最终作为致癌基因或肿瘤抑制基因发挥作用。该小组可能被证明是确定致癌lncrna的关键方法。
回顾下面列出的引文,看看一些mRNA, miRNA和lncRNA的生物标志物研究是通过SmartChip Real-Time PCR系统实现的。
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