想要深入研究miRNA,实验者必须掌握的核心要点就是如何精准且特异性地检测和定量miRNA。我们都知道,miRNA由于自身短小无法像普通mRNA一样直接使用Oligo(dT)引物或随机引物进行逆转录,常规的逆转录引物难以与其实现理想的碱基互补配对,这就给miRNA 逆转录带来了极大的困难。为克服这一障碍,对miRNA分子进行加长改造成为实现有效逆转录的必要步骤。当前,主要存在两种较为成熟的技术方法,即Poly (A)加尾法逆转录和茎环法逆转录。
那么,这两种方法如何选择才能更高效的达到检测靶基因的目的呢?下面一起深入了解一下两种方法的原理、技术要点以及如何选择适合自己实验需求的方法吧!
一、miRNA加尾法逆转录
该方法的原理是通过Poly(A)聚合酶在miRNA的3'端添加Poly(A)尾,延长后的序列可与Oligo(dT)引物结合,再进行逆转录。

图1. miRNA加尾法原理及过程。
加尾法逆转录效率的关键在于两点,一是Poly (A)聚合酶的活性,当Poly (A)聚合酶具有较高活性时,它能够在较短时间内为miRNA添加足够长度的Poly (A)尾巴。这一延长的Poly (A)尾巴,使得miRNA分子可以与Oligo (dT)引物高效结合,为后续的逆转录反应提供基础。研究者可以选择Thermo、Takara、BIOG等品牌的Poly (A)聚合酶,经过工程优化,相比普通酶具有更高的加尾效率,能够高效快速地给miRNA加上腺苷酸尾巴并提高miRNA的稳定性。二是Oligo (dT)引物的设计,单纯的Oligo (dT)引物在与miRNA结合时,容易出现碱基错配现象,从而导致逆转录效率降低。为解决这一问题,在设计Oligo (dT)引物时添加锚定碱基,可显著增强其与miRNA结合的特异性和高效性,进而提升逆转录反应的整体效率。
二、miRNA茎环法逆转录
miRNA茎环法逆转录的原理是利用一种稳定的双链结构--茎环(stem-loop)结构作为逆转录引物,与miRNA中目标序列互补结合,形成DNA/RNA复合体,随后利用逆转录酶将RNA序列逆转录为cDNA,从而实现miRNA表达的测量和分析等功能,其过程如下:

图2. miRNA茎环法原理及过程。
茎环法逆转录的关键在于茎环结构的设计,对于每一个待检测的miRNA都需要设计独特的逆转录引物。理想的茎环结构需要具备与miRNA的3’端特异性、高效结合的能力,同时,在逆转录过程中,该茎环结构还应能够顺利地进行折叠和打开,以确保逆转录反应的顺利进行。
三、加尾法逆转录or茎环法逆转录?
根据上述所介绍的两种逆转录方法的原理及技术要点,研究者可结合自己的实验需求来进行选择,这边给大家提供一种高效且经济的选择思路:
加尾法是对所有miRNA无差别化加上polyA尾巴来延长cDNA长度,一次逆转录可获得多个miRNA逆转录产物,属于高通量逆转录,因此,对于需要研究多个(3个以上)miRNA的科研人员而言,Poly (A)加尾法逆转录试剂更为适用。
茎环法由于其特异性非常强,一次逆转录只可获得一种miRNA逆转录产物,且在检测灵敏度上要高出加尾法10倍以上,因此适用于少量目标miRNA的精确定量检测或者是对实验结果精准度要求较高的实验。
miRNA逆转录实验成功后,后续qPCR通常能收获理想结果,但有两点关键注意事项需重点关注:
首先,miRNA逆转录试剂盒与qPCR试剂盒需配套使用,科研人员挑选试剂时,建议优先选用同一厂商生产的成套产品。这是由于逆转录引物上会预设PCR引物的结合序列,若混搭不同厂家的试剂,可能导致PCR引物无法与逆转录产物特异性结合,最终造成实验失败。
其次,对于刚接触miRNA研究的科研人员而言,上游引物设计难度较大。不仅需要投入大量时间和精力,实验结果也未必理想。因此,建议选择百代生物这类会附赠上游引物的逆转录试剂厂家,既能有效降低实验操作难度,也能进一步提升实验成功率。
