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文献和实验
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提供商 ：晶莱生物
服务名称 ：LncRNA RT-qPCR检测
规格 ：样本/基因
定量逆转录PCR（quantitative reverse transcription PCR, RT-qPCR）是应用于以RNA作为起始材料的PCR实验中的一种实验方法。在该方法中，总RNA或信使RNA（mRNA）首先通过逆转录酶转录成互补DNA（cDNA）。随后，以cDNA为模板进行qPCR反应。RT-qPCR已被用于多种分子生物学的应用中，其中包括基因表达分析、RNA干扰验证、微阵列验证、病原体检测、基因测试和疾病研究。
RT-qPCR的一步法与两步法
RT-qPCR可通过一步法或两步法来完成（图1、表1）。一步法RT-qPCR把逆转录与PCR扩增结合在一起，使逆转录酶与DNA聚合酶在同一管内同样缓冲液条件下完成反应。一步法RT-qPCR只需要利用序列特异性引物。在两步法RT-qPCR中，逆转录和PCR扩增过程是在两个管中完成，使用不同的优化的缓冲液、反应条件、以及引物设计策略。
图 1.一步法与两步法RT-qPCR
表 1.一步法及两步法RT-qPCR优缺点比较
RT-qPCR逆转录过程
总RNA与mRNA的选择
在设计RT-qPCR实验过程中，决定是否要使用总RNA或纯化的mRNA作为模板进行逆转录十分重要。尽管mRNA可能能够提供略高的灵敏度，但总RNA仍经常使用。其原因是总RNA作为起始材料具有较mRNA更重要的优势。首先，其过程需要较少的纯化步骤，这确保了更好的定量回收模板和更好的把结果标准化为起始的细胞数。其次，其避免了mRNA富集步骤，这能够避免由于不同mRNA的回收率不同而带来的结果偏移的可能性。总的来说，由于在大多数的应用中，目标基因的相对定量比检测的绝对灵敏度更为重要，因此在大多数情况下，总RNA更适用1。
逆转录引物
在两步法中，有三种不同的方法可用于引发cDNA反应：oligo(dT) 引物、随机引物、或序列特异性引物（图2，表2）。通常情况下，是将 oligo(dT) 引物和随机引物进行混合使用。这些引物退火至模板 mRNA 链，并提供给逆转录酶一个用于合成的起点位置。
图 2.两步法 RT-qPCR 中四种逆转录引发方法。
表 2.RT-qPCR 的 cDNA 合成中的引物注意事项。结合使用随机引物与锚定 oligo(dT) 引物可提高逆转录效率及 qPCR 的灵敏度。
逆转录酶
逆转录酶是利用 RNA 合成 DNA 的一种酶。一部分逆转录酶具有 RNA 酶活性，能够在转录后降解 RNA-DNA 杂交链中的 RNA 链。如果其不具有 Rnase 酶活性，可加入 RNaseH 以获得更高的 qPCR 效率。常用的酶包括莫洛尼鼠白血病病毒逆转录酶和禽成髓细胞瘤病毒逆转录酶。对于 RT-qPCR 来说，理想的情况下是选择具有较高热稳定性的逆转录酶，这样 cDNA 的合成能够在较高的温度下进行，确保成功转录具有较高二级结构的 RNA，同时保持其在整个反应过程中的全部活性，从而得到更高的 cDNA 产量。
逆转录酶的 RNase H 活性
RNase H 能够从 RNA-DNA 双链中降解 RNA 链，从而允许双链 DNA 的有效合成。然而，当使用长 mRNA 作为模板，RNA 可能被过早的降解，从而导致截短的 cDNA。因此，在 cDNA 克隆过程中，如果需要合成长的转录物时，尽量减小 RNase H 的活性通常是有益的。与此相反，拥有 RNase H 活性的逆转录酶通常有利于 qPCR 的应用，因为它们能够在 PCR 的第一个循环中提高 RNA-DNA 双链的熔解（图3）。
图 3.逆转录酶中 RNase H 活性。在 qPCR 中，使用具有 RNA 酶活性的逆转录酶。
RT-qPCR 的 qPCR 过程
引物设计
用于 RT-qPCR 中 qPCR 步骤的 PCR 引物最好应设计成跨越一个外显子-外显子连接，其中一条扩增引物可以潜在地跨越实际外显子-内含子边界（图4）。由于含内含子的基因组 DNA 序列不会被扩增，因此这种设计可以减少从污染的基因组DNA中扩增得到的假阳性的风险。
如果引物不能被设计成能够分离外显子或外显子-外显子边界，则有必要利用无 RNA 酶的 DNA 酶I或 dsDNA 酶处理 RNA 样品以除去基因组 DNA 污染。
RT-qPCR 对照
一个逆转录阴性对照（-RT对照）应该包括在所有的 RT-qPCR 的实验中，以检测 DNA 污染（如基因组 DNA 或来自之前反应的 PCR 产物）。这一对照包含除逆转录酶之外的所有反应组分。由于该对照不会发生逆转录，因此如果观察到 PCR 扩增，则极有可能来自 DNA 的污染。
图 4.RT-qPCR 中 qPCR 步骤的引物设计。1）如果一个引物被设计为跨越外显子-内含子边界，则可能造成污染的基因组 DNA 将不会被扩增，其原因是引物不能退火至该基因组 DNA 模板。相反，cDNA 不含任何内含子，能够有效被引物识别并扩增。2）当引物侧接一个长的内含子（例如1 kb），扩增反应将不会发生，因为短的延伸时间仅够用于扩增短的 cDNA，却不足以扩增基因组靶基因。
参考文献
- Bustin S. (ed) (2004) A-Z of Quantitative PCR.IUL Biotechnology Series, International University Line, La Jolla, California.
晶莱生物服务流程
晶莱生物实验服务项目
| 动物实验 | 细胞生物学 | 病理实验 |
| 消化系统模型 | 细胞培养 | 病理染色 |
| 胃酸分泌模型 | 普通细胞株 | HE染色 |
| 脓毒症模型 | 细胞缺氧培养 | 油红O染色 |
| 胃溃疡模型 | 细胞培养+支架 | 番红固绿染色 |
| 胰腺炎模型 | 干细胞培养 | Masson染色 |
| 肝纤维化模型 | 原代细胞分离/提取/培养 | 天狼猩红染色 |
| DIO肥胖模型 | 细胞转染/病毒感染 | PAS糖原染色 |
| 胆结石模型 | Trans well共培养 | 阿利新蓝染色 |
| 结肠炎(UC)模型 | 细胞增殖 | 甲苯胺蓝染色 |
| 脂肪肝模型 | 细胞计数 | 尼氏染色 |
| 急性肝损伤模型 | 生长曲线测定 | LFB髓鞘染色 |
| 免疫、代谢系统疾病模型 | 存活曲线测定 | 普鲁士蓝染色 |
| 骨质疏松模型 | ccK-8增殖检测 | VG染色 |
| 糖尿病模型 | MTT增殖检测 | EVG染色 |
| 高尿酸血症模型 | CFSE检测增殖-流式检测 | VonKossa染色 |
| 呼吸系统模型 | BrDU检测-免疫荧光法 | 刚果红染色 |
| 肺纤维化模型 | 细胞凋亡 | 苏丹黑B染色 |
| 慢性肺阻塞模型 | Annexin V/PI流式检测细胞凋亡 | Trap染色 |
| 急性肺损伤模型 | WB检测凋亡相关蛋白 | 抗酸染色 |
| 哮喘模型 | 透射电镜观察凋亡小体 | 革兰氏染色 |
| 肺栓塞模型 | Tunel染色(POD法,DAB显色) | AB-PAS染色 |
| 支气管炎模型 | Tunel(荧光法,含试剂盒) | 亚甲基蓝染色 |
| 泌尿生殖系统模型 | DNA ladder法 | 苯胺蓝染色 |
| 慢性肾衰模型 | 细胞周期 | 荧光 DAPI染色 |
| 急性肾衰模型 | 细胞显微计数 | 普鲁士蓝染色 |
| 肾间质纤维化模型 | PI染色 | 间苯二酚碱性品红染色 |
| 肾结石模型 | BrdU渗入法 | 银染 |
| 肾炎模型 | 免疫荧光染色 | 黑色素染色 |
| 子宫内膜异位症模型 | PI流式检测细胞周期 | 镀银染色 |
| 心血管系统模型 | 细胞运动 | PASM 六胺银染色 |
| 冠心病模型 | Transwell检测细胞迁移 | VG染色 |
| 心肌梗死模型 | Transwell检测细胞侵袭 | 富尔根染色 |
| 心脏骤停模型 | 细胞划痕 | 亚甲基蓝染色 |
| 慢性心力衰竭模型 | 细胞克隆 | 碘-碘化钾染色 |
| 动脉粥样硬化模型 | 集落形成法/稀释铺板方法 | Goldner三色法染色 |
| 白血病模型 | 软琼脂克隆法 | PAS-萘酚磺S染色 |
| 高血压模型 | 毛细管克隆法 | 改良苯酚品红染色 |
| 神经系统模型 | 体外实验血管生成 | 网状纤维染色 |
| 脑卒中模型 | 磁珠分选细胞 | β-半乳糖苷酶染色 |
| 栓塞性脑梗死模型 | 流式分选细胞 | 镀银染色 |
| 脑出血模型 | 开机费 | movat五色染色 |
| 脑损伤模型 | 单色 | 维多利亚蓝染色 |
| 脊髓损伤模型 | 双色 | 免疫组化 |
| 帕金森模型 | CBA多细胞因子流式检测 | 免疫组化预式 |
| 老年痴呆模型 | 组织/血液细胞制备 | 免疫组化正式 |
| 应激模型 | 组织单细胞制备 | 免疫荧光（石蜡-单标） |
| 骨骼疾病模型 | 中性粒细胞提取 | 免疫荧光（石蜡-双标） |
| 骨折模型 | 其他样本细胞制备（如血液等） | 免疫荧光（石蜡-三标） |
| 骨缺损模型 | 外周血PBMC分离 | 免疫荧光（冰冻-单标） |
| 风湿免疫性关节炎模型 | 线粒体组学 | 免疫荧光（冰冻-双标） |
| 骨关节炎模型 | 线粒体膜电位检测-流式法 | 制片前处理 |
| 五官疾病模型 | 线粒体膜电位检测-免疫荧光法 | 石蜡组织包埋 |
| 眼科疾病模型 | 线粒体ROS生物含量检测--流式 | 特殊包埋（细胞、材料、眼球等） |
| 鼻腔疾病模型 | 线粒体ROS生物含量检测--免疫荧光 | 软化（肝硬化、皮肤结痂、植物等） |
| 皮肤疾病模型 | 线粒体通透性转换孔（mPTP） | 骨组织脱钙（小） |
| 皮肤损伤模型 | 溶酶体免疫荧光法 | 骨组织脱钙（大） |
| 肿瘤疾病模型 | 线粒体+溶酶体共定位 | 骨组织EDTA脱钙（小） |
| 原位瘤模型 | 内质网 | 骨组织EDTA脱钙（大） |
| 转移瘤模型 | 线粒体钙瞬时变化检测-流式 | 石蜡白片 |
| 皮下植瘤模型 | ATP检测 | 细胞爬片 |
| ADP检测 | ||
| AMP检测 | ||
| 流式 | DNA/RNA半定量检测 | 基因编辑工具 |
| 组织细胞悬液处理 | pcr检测mRNA | 合成（3保1）片段/质粒/引物合成 |
| 细胞处理 | microRNA检测 | 质粒载体构建 |
| 血液标本处理 | LncRNA表达量的检测 | 过表达腺病毒载体构建包装 |
| 细胞刺激培养 | CirRNA表达量的检测 | shRNA腺病毒载体构建包装 |
| 单色检测 | 凝胶电泳 | 过表达慢病毒载体构建包装 |
| 双色检测 | 基因合成 | shRNA慢病毒载体构建包装 |
| Annexin V/PI凋亡 | ＜300 | 过表达腺相关病毒载体构建包装 |
| 细胞周期 | 300-1,500 | shRNA腺病毒载体构建包装 |
| 1500 - 5000 | 稳转细胞株 | |
| >5000 | ||
| 特殊序列 | ||
| ELISA | WB | qPCR |
| 组织匀浆处理 | 蛋白提取及定量一 | RNA抽提 |
| ELISA（不含试剂盒）48T/kit | WB检测一（10孔膜/指标） | mRNA引物设计及合成 |
| ELISA（不含试剂盒）96T/kit | 灰度值分析及作图一（10孔膜/指标） | miRNA引物设计及合成 |
| ELISA（含国产试剂盒）48T/kit | 蛋白提取及定量二 | LncRNA引物设计及合成 |
| ELISA（含国产试剂盒）96T/kit | WB检测二（15孔膜/指标） | CircRNA引物设计及合成 |
| 灰度值分析及作图二（15孔膜/指标） | mRNA RT-qPCR | |
| miRNA RT-qPCR | ||
| LncRNA RT-qPCR | ||
| CircRNA RT-qPCR |
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