技术领域
本发明属生命科学和生物技术领域,特别涉及检测FIX基因全外显子突变 的引物和方法
背景技术
血友病B也称为凝血因子IX(FIX)缺乏症,是一种X染色体连锁隐性遗传病, 发病机制为FIX(F9)基因突变导致血浆中FIX含量减少或功能缺陷,在男性中的 发病率为1/30000,在女性中罕见。血友病B症状主要表现为患者全身各部位自 发性或损伤后过度出血,目前尚无有效的治愈方法,只能通过输血或FIX浓缩制 剂来减轻或延缓症状,因而给患者家庭和社会带来沉重的负担。
FIX基因位于Xq26.3-27.2,全长34kb,由8个外显子、7个内含子以及侧翼 顺序中的调区域构成。8个外显子长度从25bp至1935bp不等,外显子1编码信号肽, 可引导合成的蛋白分泌至血液中;外显子2和3编码前肽和GLA结构域;外显子4 编码类表皮生长因子结构域I,该结构域可与Ca2+紧密结合;外显子5编码类表皮 生长因子结构域II;外显子6编码活化结构域,凝血过程中在XIa、Ⅶa和组织因 子的共同作用下FIX将在第221位组氨酸、第269位精氨酸和第365位丝氨酸处被切 断,形成轻链和重链,此时FIX就转变成了有活性的FIXa;外显子7和8编码催化 结构域,在催化FX向FXa的转化中起着十分重要的作用。FIX基因缺陷类型十分繁 多,最新的人类基因突变数据库中收集到的突变FIX基因突变已超过1000个,包 括点突变、小片段的插入和缺失、大片段的复制重排等多种突变类型,其中最常 见的是由单个碱基突变所造成的错义突变、无义突变和剪接突变。
基因测序技术尚未普及之前,家系连锁分析是最常用于血友病家族女性携带 者检测及产前基因诊断的方法。由于连锁分析需提供家系中多名成员的血样,尽 可能使家系的遗传信息完整,且必须检测到具有多态性意义的标志性位点时才能 采用,因而在实际使用时可能面临诸多的限制。当采用的多态性位点位于基因外 时,也可能由于同源重组现象而使得连锁分析出现错误,导致最终的结果判定产 生较大的误差。直接突变检测通过DNA测序仪对F9基因直接测序,找出突变的确 切位置,可提供更为准确的信息。由于实现了自动化操作,我们采用的PCR结合 DNA直接测序方法,因而大大缩短了诊断时间,节省了的人力和物力,测序效率 高,能够确定基因突变的位置和形式,结果也更为明确。
多种基因突变检测技术包括蛋白截断试验(PTT)、单链构象多态性(SSCP)、 异源双链分析(HA)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)和温度梯度凝胶电泳(TGGE)等方 法,但所有这些方法均有一定的局限性,从而限制了基因突变的检出率。目前常用 的基因突变检测的方法是基因测序和荧光定量PCR等。由于FIX容量大、突变类型 多、突变率高、突变位点散在分布,故而阻止了对FIX基因突变的深入研究,荧 光定量PCR法并不适用。
发明内容
本发明提供检测FIX基因全外显子的引物,采用Sanger测序法,可用于快 速检测FIX基因全外显子突变的情况,用于HB的基因诊断。
本发明的目的在于提供检测FIX基因全外显子的引物,包括:扩增覆盖检 测FIX基因全外显子突变的7对正、反向引物;其碱基序列为:
FIX-1-F:TGTAAAACGACGGCCAGTGTACAACTAATCGACCTTACCACTT
FIX-1-R:AACAGCTATGACCATGCGTGCTGGCTGTTAGACTCT
FIX-2+3-F:TGTAAAACGACGGCCAGTCCCTAAAGAGAAATTGGCTTTCAG
FIX-2+3-R:AACAGCTATGACCATGGAATTGCTTACCAACATACTGCTTC
FIX-4F:TGTAAAACGACGGCCAGTTGGCTTCCAGGTCAGTAGTT
FIX-4R:AACAGCTATGACCATGAGGTGAGTCGGAACATCATTATTAC
FIX-5F:TGTAAAACGACGGCCAGTCACTCTTATTTCAAGGCTCCAA
FIX-5R:AACAGCTATGACCATGAAGGAAGCAGATTCAAGTAGGA
FIX-6F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCTTGAGACTCTATTCACTGATTAG
FIX-6R:AACAGCTATGACCATGCATCCCAATAGGTCTGTCTAGTA
FIX-7F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCCAGCACCTAGAAGCCAATA
FIX-7R:AACAGCTATGACCATGCCCTTCTGCCTTTAGCCCAAT
FIX-8F:TGTAAAACGACGGCCAGTGGTGAACATAATATTGAGGAGACAG
FIX-8R:AACAGCTATGACCATGTTAGTTAGTGAGAGGCCCTGTTAA
进一步地,所述7对正、反向引物的使用浓度比为:FIX-1F:FIX-1R=1:1; FIX-2+3F:FIX-2+3R=1:1;FIX-4F:FIX-4R=1:1;FIX-5F:FIX-5R=1:1; FIX-6F:FIX-6R=1:1;FIX-7F:FIX-7R=1:1;FIX-8F:FIX-8R=1:1。
本发明的目的还在于提供一种检测FIX基因全外显子的方法,其包括如下 步骤:
(1)提取样品DNA;
(2)利用7对扩增引物FIX-1F与FIX-1R;FIX-2+3F与FIX-2+3R;FIX-4F与 FIX-4R;FIX-5F与FIX-5R;FIX-6F与FIX-6R;FIX-7F与FIX-7R;FIX-8F与 FIX-8R对(1)中的DNA进行扩增,获得覆盖检测FIX基因全外显子序列的扩增 产物;
(3)利用1对测序引物M13-F与M13-R对(2)中的扩增产物进行正向和反向测 序,获得所述扩增产物的基因序列;
(4)将(3)中的基因序列与野生型FIX基因序列进行比较,确定突变位点是否存 在;其中所述引物序列为:
FIX-1-F:TGTAAAACGACGGCCAGTGTACAACTAATCGACCTTACCACTT
FIX-1-R:AACAGCTATGACCATGCGTGCTGGCTGTTAGACTCT
FIX-2+3-F:TGTAAAACGACGGCCAGTCCCTAAAGAGAAATTGGCTTTCAG
FIX-2+3-R:AACAGCTATGACCATGGAATTGCTTACCAACATACTGCTTC
FIX-4F:TGTAAAACGACGGCCAGTTGGCTTCCAGGTCAGTAGTT
FIX-4R:AACAGCTATGACCATGAGGTGAGTCGGAACATCATTATTAC
FIX-5F:TGTAAAACGACGGCCAGTCACTCTTATTTCAAGGCTCCAA
FIX-5R:AACAGCTATGACCATGAAGGAAGCAGATTCAAGTAGGA
FIX-6F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCTTGAGACTCTATTCACTGATTAG
FIX-6R:AACAGCTATGACCATGCATCCCAATAGGTCTGTCTAGTA
FIX-7F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCCAGCACCTAGAAGCCAATA
FIX-7R:AACAGCTATGACCATGCCCTTCTGCCTTTAGCCCAAT
FIX-8F:TGTAAAACGACGGCCAGTGGTGAACATAATATTGAGGAGACAG
FIX-8R:AACAGCTATGACCATGTTAGTTAGTGAGAGGCCCTGTTAA
M13-F:TGTAAAACGACGGCCAGT
M13-R:AACAGCTATGACCATG
本发明的目的还在于提供一种检测FIX基因全外显子的试剂盒,所述试剂 盒包括样品DNA抽提试剂;无水乙醇;检测体系PCR反应液、测序体系反应液、 阳性对照品、阴性对照品和空白对照品,其中检测体系PCR反应液包括7对扩 增引物FIX-1F与FIX-1R;FIX-2+3F与FIX-2+3R;FIX-4F与FIX-4R;FIX-5F 与FIX-5R;FIX-6F与FIX-6R;FIX-7F与FIX-7R;FIX-8F与FIX-8R,测序体 系包括1对测序引物M13-F与M13-R,包括:
FIX-1-F:TGTAAAACGACGGCCAGTGTACAACTAATCGACCTTACCACTT
FIX-1-R:AACAGCTATGACCATGCGTGCTGGCTGTTAGACTCT
FIX-2+3-F:TGTAAAACGACGGCCAGTCCCTAAAGAGAAATTGGCTTTCAG
FIX-2+3-R:AACAGCTATGACCATGGAATTGCTTACCAACATACTGCTTC
FIX-4F:TGTAAAACGACGGCCAGTTGGCTTCCAGGTCAGTAGTT
FIX-4R:AACAGCTATGACCATGAGGTGAGTCGGAACATCATTATTAC
FIX-5F:TGTAAAACGACGGCCAGTCACTCTTATTTCAAGGCTCCAA
FIX-5R:AACAGCTATGACCATGAAGGAAGCAGATTCAAGTAGGA
FIX-6F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCTTGAGACTCTATTCACTGATTAG
FIX-6R:AACAGCTATGACCATGCATCCCAATAGGTCTGTCTAGTA
FIX-7F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCCAGCACCTAGAAGCCAATA
FIX-7R:AACAGCTATGACCATGCCCTTCTGCCTTTAGCCCAAT
FIX-8F:TGTAAAACGACGGCCAGTGGTGAACATAATATTGAGGAGACAG
FIX-8R:AACAGCTATGACCATGTTAGTTAGTGAGAGGCCCTGTTAA
M13-F:TGTAAAACGACGGCCAGT
M13-R:AACAGCTATGACCATG
进一步地,所述检测体系PCR反应液还包括2×PCRBuffer;dNTPs;KOD FXDNAPolymerase。
进一步地,所述测序体系还包括测序纯化液、EDTA、无水乙醇、75%乙醇、 HIDI和BigdyeTerminatorV3.1。
进一步地,所述测序纯化液包括虾碱性磷酸酶和核酸外切酶I。
本发明设计了扩增覆盖检测FIX基因全外显子序列的7对正、反向引物,并 创新性的在PCR扩增的上游引物5’端和下游引物5’端分别加了一段长18bp的 M13-F引物序列和长16bp的M13-R引物序列。这样扩增产物两端都会带上所引入 的M13-F及M13-R引物序列,随后进行测序反应的时候,所有的扩增产物可以使 用统一的M13-F和M13-R引物进行正反向测序。因为FIX基因有8个外显子,每个 样本检测需要扩增7个PCR产物,如果每个产物使用各自的测序引物进行测序, 操作将会十分繁琐,也极易引起污染。而本试剂盒这样的设计有效的避免了这一 问题,大大简化了测序反应的操作步骤,使整个过程非常便捷。同时通过调整正 反向引物的浓度、退火温度等反应条件,可使扩增效率达到最佳。
利用本发明所述扩展引物和测序引物,采用Sanger测序法检测FIX基因全外 显子序列的突变,可以扩展整个全外显子序列,通过测序结果的分析,可以很直 观的了解FIX基因全外显子的基因突变情况,并不受FIX突变多样化以及没有突变 热点的影响,可覆盖待检测的所有突变位点,且很大程度的节省了检测成本;具 有很高的特异性及准确性;采用PCR方法扩增目的基因并测序检测其基因多态 性,具有灵敏度高,操作简单、成本低等优点。
附图说明
图1样品1的检测结果图。
图2样品2的检测结果图。
图3样品3的检测结果图。
图4样品4的检测结果图。
图5样品5的检测结果图。
图6样品6的检测结果图。
图7样品7的检测结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图,进一步阐述本发明。应当注意的是,实施例中 未说明的常规条件和方法,通常按照所属领域实验人员常规采用方法:譬如,奥 斯柏和金斯顿主编的《精编分子生物学实验指南》第四版,或者按照制造厂商所 建议的步骤和条件。
实施例1
检测检测FIX基因全外显子的引物,包括:扩增覆盖检测FIX基因全外显 子的7对正、反向引物;所述扩展引物的碱基序列为:
FIX-1-F:TGTAAAACGACGGCCAGTGTACAACTAATCGACCTTACCACTT
FIX-1-R:AACAGCTATGACCATGCGTGCTGGCTGTTAGACTCT
FIX-2+3-F:TGTAAAACGACGGCCAGTCCCTAAAGAGAAATTGGCTTTCAG
FIX-2+3-R:AACAGCTATGACCATGGAATTGCTTACCAACATACTGCTTC
FIX-4F:TGTAAAACGACGGCCAGTTGGCTTCCAGGTCAGTAGTT
FIX-4R:AACAGCTATGACCATGAGGTGAGTCGGAACATCATTATTAC
FIX-5F:TGTAAAACGACGGCCAGTCACTCTTATTTCAAGGCTCCAA
FIX-5R:AACAGCTATGACCATGAAGGAAGCAGATTCAAGTAGGA
FIX-6F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCTTGAGACTCTATTCACTGATTAG
FIX-6R:AACAGCTATGACCATGCATCCCAATAGGTCTGTCTAGTA
FIX-7F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCCAGCACCTAGAAGCCAATA
FIX-7R:AACAGCTATGACCATGCCCTTCTGCCTTTAGCCCAAT
FIX-8F:TGTAAAACGACGGCCAGTGGTGAACATAATATTGAGGAGACAG
FIX-8R:AACAGCTATGACCATGTTAGTTAGTGAGAGGCCCTGTTAA
所述引物还包括1对测序引物,其碱基序列为
M13-F:TGTAAAACGACGGCCAGT
M13-R:AACAGCTATGACCATG
在检测中,先利用上述7对正、反向扩增引物对覆盖检测FIX基因全外显 子的DNA片段进行扩增,获得扩增产物,然后利用上述1对测序引物对扩增产 物进行测序,获得扩增产物的基因序列。
在引物设计上,所设计的每对引物都位于所要扩增的外显子序列两侧,即 扩增区域包括了该外显子的全部序列。因为FIX的突变位点很多,突变类型不 定。因此本发明所述引物既能将所述全部外显子序列都扩增出来,也保证无论外 显子的何处位置发生突变,都不会出现漏检的情况。因为第2和3号外显子序列 都较短,在基因序列中的位置分别是9291-9454,9643-9667,中间的内含子序列 也只有189bp,因此本发明在检测第2和3号外显子时,采用同一对扩增引物。
检测检测FIX基因全外显子的试剂盒,包括:组织DNA抽提试剂盒(例如 使用天根生物的提取试剂盒);无水乙醇;检测体系PCR反应液、测序体系反 应液、阳性对照品、阴性对照品和空白对照品,其中
检测体系PCR反应液包括:2×PCRBuffer;2mMdNTPs;KODFXDNA Polymerase(1U/μl);检测目的基因用的7对上、下游引物FIX-1F(10μm)与 FIX-1R(10μm);FIX-2+3F(10μm)与FIX-2+3R(10μm);FIX-4F(10μm)与 FIX-4R(10μm);FIX-5F(10μm)与FIX-5R(10μm);FIX-6F(10μm)与FIX-6R(10μm); FIX-7F(10μm)与FIX-7R(10μm);FIX-8F(10μm)与FIX-8R(10μm)。
测序体系包括:测序纯化液、EDTA(125mmol)、无水乙醇、75%乙醇、HID I(高度去离子甲酰胺)、测序引物:M13-F(3.2μm)与M13-R(3.2μm),以及Bigd yeTerminatorV3.1(购买自美国AppliedBiosystems公司),其中测序纯化液 包括虾碱性磷酸酶(SAP)0.6U和核酸外切酶I(EXONI)1.2U。
检测体系PCR反应液配制如下:
其中,FIX-1F与FIX-1R;FIX-2+3F与FIX-2+3R;FIX-4F与FIX-4R;FIX-5F 与FIX-5R;FIX-6F与FIX-6R;FIX-7F与FIX-7R;FIX-8F与FIX-8R的碱基序 列为:
FIX-1-F:TGTAAAACGACGGCCAGTGTACAACTAATCGACCTTACCACTT
FIX-1-R:AACAGCTATGACCATGCGTGCTGGCTGTTAGACTCT
FIX-2+3-F:TGTAAAACGACGGCCAGTCCCTAAAGAGAAATTGGCTTTCAG
FIX-2+3-R:AACAGCTATGACCATGGAATTGCTTACCAACATACTGCTTC
FIX-4F:TGTAAAACGACGGCCAGTTGGCTTCCAGGTCAGTAGTT
FIX-4R:AACAGCTATGACCATGAGGTGAGTCGGAACATCATTATTAC
FIX-5F:TGTAAAACGACGGCCAGTCACTCTTATTTCAAGGCTCCAA
FIX-5R:AACAGCTATGACCATGAAGGAAGCAGATTCAAGTAGGA
FIX-6F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCTTGAGACTCTATTCACTGATTAG
FIX-6R:AACAGCTATGACCATGCATCCCAATAGGTCTGTCTAGTA
FIX-7F:TGTAAAACGACGGCCAGTGCCAGCACCTAGAAGCCAATA
FIX-7R:AACAGCTATGACCATGCCCTTCTGCCTTTAGCCCAAT
FIX-8F:TGTAAAACGACGGCCAGTGGTGAACATAATATTGAGGAGACAG
FIX-8R:AACAGCTATGACCATGTTAGTTAGTGAGAGGCCCTGTTAA
阳性对照品:含有FIX序列的溶液。
阴性对照品:无FIX序列的溶液。
空白对照品:2μl生理盐水或不加任何物质。
实施例2
血液DNA抽提试剂盒(天根生物)的操作流程:
(1)抽提血液中的基因组DNA:
1)抽取500uL血液加入1000uL红细胞裂解液,颠倒混匀,室温放置5分钟, 期间再颠倒混匀几次。3000rpm离心5min,吸去上清,留下白细胞沉淀,加200uL 缓冲液GA,振荡至彻底混匀。
2)加入20μl蛋白酶K溶液,混匀。
3)加入200μl缓冲液GB,充分颠倒混匀,70℃放置10分钟,溶液应变清亮, 简短离心以去除管盖内壁的水珠。
4)加入200μl无水乙醇,充分振荡混匀15秒,此时可能会出现絮状沉淀,简 短离心以去除管盖内壁的水珠。
5)将上一步所得溶液和絮状沉淀都加入一个吸附柱CB3中(吸附柱放入收 集管中),12,000rpm(13,400×g)离心30秒,倒掉废液,将吸附柱CB3放回收集 管中。
6)向吸附柱CB3中加入500μl缓冲液GD(使用前请先检查是否已加入无 水乙醇),12,000rpm(13,400×g)离心30秒,倒掉废液,将吸附柱CB3放入收集 管中。
7)向吸附柱CB3中加入700μl漂洗液PW(使用前请先检查是否已加入无 水乙醇),12,000rpm(13,400×g)离心30秒,倒掉废液,将吸附柱CB3放入收集 管中。
8)向吸附柱CB3中加入500μl漂洗液PW,12,000rpm(13,400×g)离心30 秒,倒掉废液。
9)将吸附柱CB3放回收集管中,12,000rpm(13,400×g)离心2分钟,倒掉废 液。将吸附柱CB3置于室温放置数分钟,以彻底晾干吸附材料中残余的漂洗液。
10)将吸附柱CB3转入一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位悬空滴加 100μl洗脱缓冲液TE,室温放置2-5分钟,12,000rpm(13,400×g)离心2分钟,将 溶液收集到离心管中。
(2)试剂配置:按检测人份数配置检测体系PCR反应液各Xμl,每人份18μl 分装:
X=18μl反应液×(n份标本+1份阳性对照+1份阴性对照+1份空白对照)
n为检测标本数。
(3)加样:加入3个检测体系PCR反应液中各2μlDNA;阳性对照和阴性对照 直接加2μl阳性对照品和阴性对照品;空白对照加2μl生理盐水或不加任何物质。
(4)扩增:检测在常规PCR仪上进行,可用仪器包括ABIveriti(美国Applied Biosystems公司)等。反应条件如下:
(5)sanger测序:
取9μlPCR产物与2μl纯化体系。按照以下程序进行纯化:
将1μl纯化产物分别与测序引物:M13-F(3.2μm)与M13-R(3.2μm),按 照如下体系进行混合:
测序反应程序:
沉淀环节:
向完成测序反应的产物中加入2μl125mmol的EDTA,静置5min;加入15ml 无水乙醇,漩涡混匀;3700rpm离心30min;倒置离心15sec,加入50ml70%乙 醇,漩涡混匀;3700rpm离心15min;倒置离心15sec,置于95℃金属浴上;加 入10μlHIDI后进行变性试验。变性程序:
变性程序结束后,上测序仪(ABI3730)测序。
(7)结果判断:将测序结果与野生型参考序列(GeneBankNo.:K02402.1) 进行比对,根据实际突变情况对结果进行报告。
实施例3
取临床患者样本7份,7份样本都不确定是否患有HB,检测该7份样本是否存 在FIX突变。按实施例2所述方法提取基因组、配制试剂并检测。每份样品加入检 测体系PCR反应液中2μl。同时做阳性,阴性,空白对照各一份。用普通PCR仪检 测,时间为160分钟。
样品1的第1号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
样品2的第2号和3号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生 型,未检测出FIX突变。
样品3的第4号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
样品4的第5号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
样品5的第6号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
样品6的第7号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
样品7的第8号全外显子序列的部分正向测序结果如图1所示,为野生型,未 检测出FIX突变。
从检测结果可以看出,本发明所述引物已经把外显子序列包括在内了,能够 扩展出FIX基因全外显子,并且测序结果完全准确。本发明所述引物可以准确的 扩展出FIX基因全外显子序列,无论是野生型还是突变型。