單細(xì)胞直擴(kuò)基因檢測(cè)新突破 -- 數(shù)字PCR篩查SMA男性2+0型攜帶者
臨床遺傳學(xué)領(lǐng)域經(jīng)典雜志《Clinical Genetics 》雜志發(fā)表鄭大一附院遺傳與產(chǎn)前診斷中心題為“Detection of male 2+0 and 1+0 carriers for spinal muscular atrophy by digital PCR”的論著。本研究成果由鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院遺傳與產(chǎn)前診斷中心與上海小海龜科技有限公司合作完成,鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院遺傳與產(chǎn)前診斷中心郜珊珊博士為第一作者,孔祥東教授為通訊作者。 脊髓性肌萎縮癥(SMA)是一種攜帶頻率很高的常染色體隱性疾病,人群發(fā)病率1/6000~1/10000,其臨床表現(xiàn)為弛緩性麻痹和肌萎縮,SMA尚無(wú)特效治療措施,進(jìn)行產(chǎn)前基因診斷可以避免,攜帶致病基因的胎兒出生,產(chǎn)前基因診斷的前提是家族中先證者和攜帶者的診斷必須明確。鑒于SMA的疾病嚴(yán)重性和人群高攜帶率建議所有夫婦,無(wú)論種族或民族,都進(jìn)行SMA攜帶者篩查。但是,目前只能檢測(cè)1+0型攜帶者,2+0型攜帶者的檢測(cè)仍然具有挑戰(zhàn)性。該篇文章應(yīng)用數(shù)字聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(dPCR)技術(shù)開發(fā)了一種新型的檢測(cè)男性攜帶者(DMC)的方法,特別是那些2+0基因型的攜帶者。 在基因型1+1的正常人的體細(xì)胞中,SMN1基因的兩個(gè)拷貝分別位于兩條5號(hào)同源染色體上。2+0型攜帶者的SMN1基因兩個(gè)拷貝都位于同一條染色體上。1+0型攜帶者的體細(xì)胞中一條5號(hào)染色體有1份SMN1,另一條染色體上缺失。在精子形成過(guò)程中,染色體發(fā)生減數(shù)分裂,同源染色體分別分配到不同的精子細(xì)胞內(nèi)(圖A,B)?;赿PCR平臺(tái)“獨(dú)立分割”的原理,尤其是基于微流控芯片的“固態(tài)油隔水”技術(shù),不僅可以分割獨(dú)立的核酸分子,還可以實(shí)現(xiàn)把精子細(xì)胞進(jìn)行單分散(圖C)。精子細(xì)胞在獨(dú)立的反應(yīng)腔室內(nèi)進(jìn)行裂解,擴(kuò)增,通過(guò)特異性引物和探針可以檢測(cè)到SMN1基因的特異性片段。SMN1基因的FAM,內(nèi)參基因 的HEX,SMN2基因 的ROX熒光信號(hào)分別以藍(lán)色、綠色和黃色顯示。在1+1基因型的情況下,每個(gè)陽(yáng)性腔室中一個(gè)完整的精子細(xì)胞,會(huì)同時(shí)出現(xiàn)三種信號(hào)。對(duì)于2+0或1+0基因型,一半的陽(yáng)性腔室有三種信號(hào)(藍(lán)色,綠色和黃色),另一半的陽(yáng)性腔室只有兩種信號(hào)(綠色和黃色)(圖D)。
在39份精液樣本中評(píng)估了DMC的臨床效用。對(duì)111名男性及其家庭成員的基因組DNA進(jìn)行了多重連接依賴探針擴(kuò)增(MLPA)和系譜分析。DMC在21名、1名和8名受試者中鑒定出1+1、2+1和1+0基因型。重要的是,7名男性被確定為2+0攜帶者,而2名男性被排除在2+0攜帶者之外。DMC的結(jié)果與MLPA和系譜分析的結(jié)果一致。DMC為確定2+0和1+0基因型提供了一種價(jià)格低而準(zhǔn)確的方法。 更多文獻(xiàn)解讀,實(shí)驗(yàn)技巧可在“優(yōu)寧維分子生物學(xué)”進(jìn)行查詢學(xué)習(xí)
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