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miRNA提取实验心得

microRNA(miRNA),一种微小的非编码单链RNA分子,长度虽仅有19-25个核苷酸大小,却凭借着能够通过靶向m

microRNA(miRNA),一种微小的非编码单链RNA分子,长度虽仅有19-25个核苷酸大小,却凭借着能够通过靶向mRNA降解或抑制翻译过程,实现对基因表达的精细调控作用而成为生命科学领域举足轻重的关键角色。并且,现有医学研究证实,miRNA的异常表达与多种疾病的发生密切相关,使其成为具有重要价值的新型诊断标志物。

然而,要深入研究miRNA,首先必须跨越一道难关----高效、精准地提取各类样本(血清血浆、血液、细胞、组织等)中的miRNA。虽然样本不同,但它们却有着两大共性提取难题:

1、来源于miRNA本身的提取难点

(1)miRNA自身短小,常规提取方法很容易造成选择性丢失,难以确保提取完整性;

(2)miRNA 在各类生物样本中的天然含量本就处于较低水平:

组织样本:在这几种样本中含量算较高的,但是不同组织差异大,如肝脏、脑组织中 miRNA丰度显著高于结缔组织,但单克组织中miRNA总量最多可只达微克级。

细胞样本:以快速增殖的哺乳动物单细胞为例,其总 RNA 含量约为10-30pg,而miRNA在总RNA中的占比仅为0.003%-0.02%,每 10^6个细胞可提取到纳克至微克级miRNA;

血液样本:全血中 miRNA 主要存在于血细胞内,血浆/血清中为游离态或结合在囊泡、蛋白复合物上,每毫升血液仅能提取到皮克至纳克级miRNA。

血浆样本:miRNA含量最低,血浆作为无细胞生物流体样本,其 miRNA 主要来源于细胞分泌的外泌体、微囊泡或细胞裂解释放的少量游离分子,进一步导致其含量远低于细胞样本,极大增加了提取过程中的目标分子捕获难度。

2、来源于传统提取方法的局限性

传统的Trizol法和市面上多数商业化核酸提取试剂盒的设计初衷主要是提取大分子核酸(包括核糖体RNA、信使RNA及基因组DNA),针对19-25个核苷酸的小分子miRNA提取效率普遍偏低。其关键限制因素在于,小分子核酸难以通过传统醇类沉淀法实现有效富集,同时也无法与核酸纯化膜或磁珠表面形成稳定吸附作用,导致目标miRNA大量流失。

那么,如何才能高效且精准的提取miRNA呢?根据现有的技术成果,miRNA富集法被认为是小分子核酸的最佳提取策略。其原理是先使用富集试剂将含量较低、分子量较小的miRNA聚集在一起,这样一来,一方面,聚集后的miRNA浓度显著提升,更容易被核酸纯化膜所吸附,使提取得率大幅提升;另一方面,富集过程会同步去除大分子DNA、rRNA及mRNA,有效避免了传统方法中miRNA的选择性丢失,显著增强了对小分子核酸提取的特异性与效率。目前国内掌握该技术的企业较少,其中Qiagen与BIOG公司研发的miRNA富集提取试剂在性能验证中表现突出,哪怕是对于血浆这种miRNA含量极少的样本也可进行高效提取。