激光显微切割分离细胞的微量RNA质量鉴定体系的 建立

摘要: 探索一套激光显微切割(Laser capture microdissection, LCM)分离细胞后获得的微量RNA质量鉴定标准操作流程。选取3个低温保存的胃癌旁组织样本, 冰冻切片进行甲酚紫染色和病理学检查, 利用激光显微切割技术分离非癌上皮细胞, 提取RNA并以Agilent 2100生物分析仪鉴定RNA的纯度和完整性。同时, 选择高、中、低3种不同表达丰度的6个基因(EF1A, ACTB, GAPHD, B2M, MED1, CK20), 在每个基因的5′和3′端设计引物, RT-PCR扩增。以3个培养细胞制备的高质量RNA和3个有降解的胃癌旁组织样本RNA作对照, RT-PCR扩增结果与Agilent 2100生物分析仪的结果高度一致。结果显示冻存组织进行冰冻切片结合病理学检查后, LCM获取细胞提取微量RNA采用RT-PCR进行质量鉴定是一种操作简单的稳定方法, 可以作为肿瘤基因组研究的有效和常规方法。     

激光捕获显微切割技术新进展

最近发展起来的激光捕获显微切割技术,成功地解决了从所需标本不同成分中获取纯净细胞这一问题,具有简单、快速、不需熟练技巧以及精确度高等多功能特点,目前,广泛用于肿瘤学、细胞发生学和其他学科的研究。可以预测,激光捕获显微切割技术,作为一个链接研究形态学与分子事件联系的上下游技术平台,必将在人类后基因组时代发挥重要作用。     

激光微切割与定量PCR技术分析肾脏病理切片RNA

采用激光微切割与定量PCR技术,分析使用不同提取方法从不同固定方法固定的病理切片中提取的RNA.用70%乙醇、丙酮、甲醇、4%多聚甲醛固定肾脏冰冻切片,使用激光微切割技术切取肾小球,用硫氰酸胍方法(guanidinethiocyanatemethods,GTC)和Trizol试剂方法提取RNA,使用Taqman定量PCR方法分析比较各组RNA的量;选取丙酮固定的石蜡切片,使用激光微切割技术切取肾小球,采用RNA裂解液提取RNA,使用Taqman定量PCR方法,比较石蜡切片和冰冻切片中RNA含量.结果显示:提取沉淀性固定剂如乙醇、丙酮、甲醇固定的冰冻切片的RNA时,2种提取方法和3种固定方法对RNA含量的影响都无明显差异;但在提取4%多聚甲醛固定冰冻切片时,使用Trizol提取RNA含量明显高于使用GTC方法,且其含量与沉淀性固定剂固定的切片RNA含量无明显差异.石蜡切片中经激光微切割肾小球的RNA含量与冰冻切片经激光微切割肾小球的RNA含量无明显差异.结果提示:切片的固定方法和RNA的提取方法是影响切片RNA提取量的主要原因.     

激光显微切割植物细胞的研究新趋势

2006年以来,激光显微切割技术(LM)逐渐发展成为植物及植物-微生物互作领域的常用技术.从激光技术方面,激光捕获显微切割(LCM)和激光显微切割及压力弹射(LMPC)成为两大主流技术.在材料准备方面,改良的石蜡包埋切片技术在植物成熟组织切割中应用日益广泛,而冰冻包埋切片则在幼嫩组织切割中十分有效。激光显微切割所得样品主要仍用于RNA水平的基因表达分析,而且能从全基因组规模上深度分析基因表达谱.此外,对激光显微切割所得细胞进行小分子代谢物的分析也取得了实质性成果。总之,激光显微切割技术作为从复杂背景中直接分离特定细胞(群)的一种有效工具,在植物分子生物学研究中的应用已经成熟,正为提高植物研究的精准度做出贡献.     

激光显微切割/质谱联用技术在肾脏疾病诊断中的应用进展

激光显微切割(Laser microdissection,LMD)质谱(Mass spectrometry,MS)联用技术(LMD/MS)已成功应用于肾活检组织甲醛固定石蜡包埋切片的蛋白质组学研究,提高了某些肾脏病的诊断水平,显示出较好的临床应用前景。文中就LMD/MS蛋白质组学技术的原理、方法及该技术在肾淀粉样变性、膜增殖性肾小球肾炎等肾脏疾病的发病机制及诊断分型的应用进展进行综述。     

激光显微切割技术及其在植物学研究中的应用

激光显微切割技术是目前最为成功的解决组织中细胞异质性问题的技术。介绍了激光显微切割技术的产生和影响因素,并对其在植物基因表达分析、植物生殖和胚胎发育研究、代谢物分析以及植物与微生物互作等方面的研究做简单综述。     

激光捕获显微切割技术及其在植物研究中的应用

若要获得植物特定类型细胞的准确信息,首要的是获得同质的目标细胞。近年发展起来的激光捕获显微切割技术能够在显微镜下准确、快捷地获得所需要的目标细胞群甚至是单个细胞,从而成功地解决了组织中细胞异质性问题。文章概述了激光捕获显微切割技术的原理、注意的问题以及在植物科学研究中的应用和前景。     

胶片吸附的激光显微切割技术及其在蛋白质组研究中的应用

组织显微切割在特定细胞亚群的比较研究中起着重要作用.新近发展的胶片吸附激光显微切割技术能从复杂的生物组织中快速准确地分离纯化出特定细胞亚群.在这项技术中,透明的乙烯乙酸乙烯基酯热塑性胶片覆盖于病理组织切片表面,CO₂激光束特异性作用于目的细胞群表面的胶片,胶片对细胞较强的吸附作用使得选择性自动移取目的细胞群成为可能.目前,这项技术已在蛋白质组分析中获得成功应用,并有望对其产生较深远的影响.     

应用激光显微切割技术检测单个结肠细胞的基因表达

目的：探讨检测单个结肠细胞的基因表达的方法。方法：应用激光显微切割技术(1aser micmdissection)从冰冻切片上将单个结肠细胞切下,提取总RNA,将RNA逆转录成cDNA,采用巢式逆转录聚合酶链反应(nested RT—PCR)检测mRNA的表达。结果：在显微镜下用紫外激光显微切割机,将单个结肠细胞成功切下,提取RNA后,逆转录成cDNA,经过巢式RT—PCR扩增后,扩增产物在琼脂糖凝胶上清晰可见。结论：联合应用激光显微切割和巢式RT—PCR可以检测单个结肠细胞的基因表达。     

激光捕获显微切割技术在植物基因组研究中的应用

植物的生长和发育在很大程度上取决于组织和(或)器官特异表达的基因, 但要获取某一发育阶段的特异细胞类群来进行基因表达分析又是相当困难的。近年发展起来的激光捕获显微切割技术可以在显微镜下快速准确地获取单一的细胞类群, 甚至单个细胞, 成功地解决了组织中细胞的异质性问题。介绍了该技术的原理, 并对其在植物中的应用进展情况做了综述, 同时指出了该技术在植物中应用的可能发展方向。     

八角莲组织培养的器官发生途径研究

为探究小檗科植物八角莲组织培养的器官发生方式,该研究以八角莲离体叶片、叶柄在MS培养基上诱导产生的愈伤组织、不定芽、不定根为对象,用连续石蜡切片技术分析八角莲组织培养的器官发生途径。结果表明:八角莲愈伤组织形成的解剖学特征是靠近表皮的薄壁细胞经激素刺激恢复分裂能力,继续培养形成拟分生组织。拟分生组织可形成许多分化中心。通过对八角莲组织培养产生的不定芽细胞组织学观察发现芽原基起源于愈伤组织外侧的几层薄壁细胞,芽原基背离愈伤组织中央生长形成不定芽,故八角莲脱分化形成的芽起源方式为外起源。而八角莲的根原基起源于组织深处髓部薄壁细胞和部分维管形成层细胞,进而形成类似球形或楔形并朝韧皮部突起的根原基轮廓,根原基继续发育会突破表皮生成不定根,起源方式为内起源。八角莲离体再生途径为器官发生型,在组培苗生长过程中先诱导形成不定芽,再诱导形成不定根,在愈伤组织上形成维管组织将不定芽和不定根连接成完整植株。     

黄梁木NcEXPA8基因提高拟南芥种子萌发速度的研究

为探究NcEXPA8基因的分子功能,该文以在黄梁木形成层区域中高表达的扩展蛋白基因NcEXPA8为研究对象,研究其在黄梁木种子萌发过程中的表达及其过表达对拟南芥种子萌发的影响。该文以黄梁木和拟南芥野生型(WT)(Col-0)种子以及转NcEXPA8基因的拟南芥T3代纯合体种子为实验材料,利用实时荧光定量RT-qPCR分析NcEXPA8基因在黄梁木种子萌发不同阶段的表达量,并分析NcEXPA8基因和拟南芥种子萌发内源相关基因在拟南芥WT和转基因不同株系萌发种子中的表达量,且对拟南芥WT种子和转基因T3代纯合体种子在不同处理和不同时间的萌发率进行比较。结果表明:NcEXPA8基因在黄梁木种子萌发不同阶段的表达量存在差异,在种壳破裂时表达量最高,随后降低。与拟南芥WT相比,过表达NcEXPA8基因不仅显著提高了种子的萌发速度,而且提高了对赤霉素的敏感性,降低了对脱落酸的敏感性,但未影响拟南芥内源相关结构基因的表达。该研究初步分析了黄梁木NcEXPA8基因在种子萌发中的功能,但其最终确定还需在黄梁木中进行验证。     

多年生黑麦草再生体系的建立

以多年生黑麦草‘高帽2号’(Lolium perenne‘Top Hat 2’)颖果为外植体,分别研究了胚端半粒颖果、纵切的胚端半粒颖果、胚端颖果小块、颖果小块这四种外植体处理方式与氯化汞、次氯酸钠两种表面灭菌方法对其愈伤组诱导的影响;利用两因素(2,4-D和6-BA)随机区组试验设计研究了不同植物生长调节物质及其浓度配比对外植体愈伤组织诱导的影响;利用三因素(NAA,6-BA和ZT)四水平正交试验设计研究了不同植物生长调节物质及其浓度配比对不定芽诱导的影响;研究了0.10 mg·L-1的NAA和IBA分别对不定根诱导的影响。结果表明:相同条件下,以饱满胚端半粒颖果为外植体,75%酒精表面灭菌1 min后,再用含1 m L·L-1Tween 20的次氯酸钠溶液(有效氯含量10%)处理30 min,愈伤组织诱导率最高;适宜的愈伤组织诱导培养基为MS+5 mg·L-12,4-D+0.03 mg·L-16-BA(p H=5.8),诱导率达68.7%,获得的高质量愈伤组织;不定芽诱导培养基为MS+0.5 mg·L-1NAA、0.5 mg·L-16-BA+0.9 mg·L-1ZT,不定芽诱导率最高,为56%;不定根诱导培养基为1/2MS+IBA培养基时,根系粗壮,诱导生根率为90%。该研究建立了多年生黑麦草高效组培再生体系,为高效基因工程育种的开展奠定了良好基础。     

Construction of a specialized cDNA library from plant cells isolated by laser capture microdissection: toward comprehensive analysis of the genes expressed in the rice phloem

Laser capture microdissection (LCM) is a powerful system which allows the isolation of selectively targeted cells from a tissue section for the analysis of gene-expression profiles of individual cells. The technique has been successfully used for the isolation of specific mammalian cells, mainly cancer cells. However, LCM has never been reported to be applied to the gene expression analysis of plant cells. We used a modified LCM system and successfully applied it to target and isolate phloem cells of rice leaf tissue whose morphology is apparently different from the surrounding cells. Total RNA was extracted from microdissected (approximately 150) phloem cells and the isolated RNA was used for the construction of a cDNA library following the T7 RNA polymerase amplification. Sequence analysis of 413 randomly chosen clones from the library revealed that there was a high level of redundancy in the population and the clones could be subclassified into 124 different groups that contained related sequences. Approximately 37% of both the redundant population and the non-redundant subgroups had novel components while approximately 63% were either homologues to the known genes reported to be localized in phloem of different plant species, or were homologues to other known genes. In situ hybridization revealed that putative amino acid permease, one of the non-redundant clones, was specifically expressed in the phloem. The results proved the effectiveness of construction of a specialized cDNA library from the specific plant cells.     

多胺对荔枝胚性愈伤组织增殖与体胚发生的影响

为探讨外源多胺(PAs)对荔枝胚性愈伤组织(EC)增殖及体胚发生的影响机制,该研究以“妃子笑”荔枝EC为材料,采用单因素法在增殖培养基中添加腐胺(Put)、亚精胺(Spd)及精胺(Spm),分析了不同PAs处理后EC的形态、结构、内源PAs含量及相关酶指标的变化。结果表明:(1)外源Put、Spd和Spm处理均显著提高了EC增殖率,减少了体胚诱导及萌发数量。经外源PAs处理增殖的EC胚性细胞大小较一致,染色深且均匀,多细胞原胚减少,可见已经分化完全的早期子叶胚。(2)外源PAs处理均显著提高了EC中内源PAs含量,其中Put处理的EC中各类内源PAs及总PAs含量最高; 当在含外源PAs培养基上增殖的EC转入不含外源PAs的培养基上增殖时(恢复培养),EC中的Put含量仍然显著高于对照,内源Spd和Spm则显著降低。(3)外源Put处理显著提高了EC中的鸟氨酸脱羧酶(ODC)、精氨酸脱羧酶(ADC)和二胺氧化酶(DAO)活性,而外源Spd、Spm处理显著降低了EC中的ODC及ADC活性,外源Spd显著提高了多胺氧化酶(PAO)活性; 恢复培养后,EC中ADC和DAO活性比恢复培养前显著降低,ODC和PAO无显著性差异。综上认为,外源PAs可以通过调节PAs代谢相关酶活性影响内源PAs含量,进而影响荔枝EC增殖和体胚诱导。该研究结果为进一步研究PAs调节荔枝体胚发生机制及提高荔枝离体再生效率提供了基础。     

北美鹅掌楸LtuFPPS1基因克隆与组织表达分析

法尼基焦磷酸合酶(farnesyl diphosphate synthase,FPPS)是植物萜类物质合成前体法尼基焦磷酸(farnesyl pyrophosphate,FPP)的关键合成酶。为探究北美鹅掌楸(Liriodendron tulipifera)萜类合成途径的分子机制,该文利用北美鹅掌楸转录组数据,通过设计特异性引物,采用RACE技术克隆得到LtuFPPS1基因的全长序列并进行生物信息学分析。结果表明:(1) LtuFPPS1基因全长1 460 bp,开放阅读框(ORF)长1 056 bp,编码351个氨基酸,蛋白质分子量为40 589.45 D,等电点为5.19,不稳定系数为43.50,归类为不稳定蛋白; LtuFPPS1基因所编码的蛋白不含信号肽,定位于线粒体,是一种不稳定亲水性蛋白,具有类异戊二烯类化合物合酶的特征结构域,α-螺旋为其氨基酸序列的主要二级结构。(2)进化树和同源序列分析表明,北美鹅掌楸LtuFPPS1蛋白与乐昌含笑(Michelia chapensis)的FPPS蛋白的亲缘关系更近。(3)组织表达分析结果发现,LtuFPPS1基因在北美鹅掌楸雌蕊中的表达量最高,其高低顺序为雌蕊花芽茎雄蕊萼片叶片花瓣根,据此推测萜类代谢物在花器官中的合成相对较多。综上所述,LtuFPPS1基因为萜类合成酶基因,可为从分子生物学层面探究北美鹅掌楸萜类物质的合成提供一定的理论帮助。     

Sox9在温度依赖型性别决定中的功能初探

在一些爬行动物中,个体的性别完全取决于胚胎发育过程中的环境温度,称之为温度依赖型性别决定(temperaturedependent sex determination,TSD).TSD的分子机制长期是个谜,特别是调控早期性腺分化的分子基础仍不清楚.本文通过表达分析和基因敲低手段研究了Sox9基因在红耳龟雄性性腺分化中的生物学功能,为TSD动物的性别决定和性腺发育的分子机制的研究奠定了基础.qRT-PCR显示,从性腺分化前的17期起,Sox9呈现产雄温度(male-producing temperature,MPT)性腺特异性高表达,而在产雌温度(female-producing temperature,FPT)性腺中表达水平极低.免疫组化进一步证实了SOX9蛋白的MPT特异性表达趋势,其定位于Sertoli前体细胞核中.温度置换实验显示,与MPT性腺相比,MPT→FPT性腺中(16期置换)的Sox9表达量从17期起就显著降低,表明Sox9能快速响应温度变化.同时MPT性腺经过雌激素处理后,Sox9表达量亦快速下调.功能缺失研究显示,经过Sox9-RNAi处理后,90.9%(20/22)的MPT性腺结构明显雌性化,皮质区高度发育,髓质区退化,揭示Sox9的敲低能导致雄性向雌性性逆转.上述研究表明,Sox9是红耳龟早期睾丸分化的关键调控因子,参与TSD的雄性分化通路.