熒光定量PCR分析儀(qPCR儀)憑借其高靈敏度、高特異性和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力,已成為分子生物學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),在基因表達(dá)分析方面具有重要應(yīng)用。
qPCR通過(guò)檢測(cè)目標(biāo)基因在mRNA水平上的表達(dá)量,結(jié)合內(nèi)參基因(如GAPDH、β-actin)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,消除樣本間RNA提取效率、逆轉(zhuǎn)錄效率等差異,實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)的相對(duì)定量。
差異表達(dá)分析:比較不同處理?xiàng)l件(如藥物處理、環(huán)境刺激)或不同發(fā)育階段(如胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化)下目標(biāo)基因的表達(dá)變化。例如,研究炎癥因子在巨噬細(xì)胞激活前后的表達(dá)差異。
疾病機(jī)制研究:通過(guò)檢測(cè)腫瘤組織與正常組織中癌基因(如EGFR、HER2)或抑癌基因(如p53)的表達(dá)量,揭示腫瘤發(fā)生發(fā)展的分子機(jī)制。
藥物作用機(jī)制:分析藥物處理后細(xì)胞中特定基因(如凋亡相關(guān)基因Bax、Bcl-2)的表達(dá)變化,評(píng)估藥物療效及作用靶點(diǎn)。
實(shí)驗(yàn)流程:從樣本處理到數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵步驟樣本采集與處理
組織/細(xì)胞樣本:迅速裂解細(xì)胞或組織,提取總RNA(需避免RNA降解,可使用RNase抑制劑)。
血液樣本:分離外周血單核細(xì)胞(PBMC)或血漿,檢測(cè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)或循環(huán)游離DNA(cfDNA)中的基因表達(dá)。
逆轉(zhuǎn)錄(RT)
將mRNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA,使用隨機(jī)引物或基因特異性引物。逆轉(zhuǎn)錄效率需通過(guò)內(nèi)參基因驗(yàn)證,確保cDNA質(zhì)量。
qPCR反應(yīng)體系配置
引物與探針設(shè)計(jì):引物需跨越內(nèi)含子(避免基因組DNA污染),探針需與目標(biāo)序列完全匹配。可通過(guò)NCBI Primer-Blast或OligoArchitect等工具設(shè)計(jì)。
反應(yīng)條件優(yōu)化:調(diào)整退火溫度、Mg²?濃度、引物濃度等參數(shù),確保擴(kuò)增效率在90%-110%之間(通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率計(jì)算)。
上機(jī)運(yùn)行與數(shù)據(jù)采集
使用96孔或384孔板,設(shè)置陰性對(duì)照(無(wú)模板對(duì)照,NTC)和陽(yáng)性對(duì)照。運(yùn)行程序包括預(yù)變性、循環(huán)擴(kuò)增(40-50個(gè)循環(huán))和熔解曲線分析(SYBR Green法)。