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谁说cfRNA不能长读长?尊龙凯时告诉你真相

发布时间:2025-02-27   信息来源:尊龙凯时官方编辑

近年来,液体活检因其侵入性小以及能够实现频繁或连续的样本采集,吸引了越来越多的研究关注。这种技术能够持续跟踪肿瘤进展和治疗反应,其中细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EV)作为一种由细胞释放的膜结构,正逐渐成为重要的生物标志物。EV含有多种分子成分,包括脂质、蛋白质和RNA,因其能真实反映活体细胞的状况,近年来在生物医学领域的应用日益增加。

谁说cfRNA不能长读长?尊龙凯时告诉你真相

研究表明,EV中的miRNA生物标志物面板在诊断性能上普遍优于单一生物标志物,并且EV中的miRNA在血浆中的诊断价值略高于血清。一项针对前列腺癌患者尿液中miRNA表达差异的研究显示,10种尿液miRNA可以作为早期检测前列腺癌的工具。此外,针对EV长链RNA的研究表明,血液来源的EV中的长链RNA表达谱在胰腺导管腺癌的诊断中也表现出良好的生物标志物特性,有效区分健康个体与恶性肿瘤患者。

在传统的研究方法中,血液中的cfRNA研究主要采用短读长测序,然而这种方法在解析全长转录本异构体和复杂RNA加工事件方面存在很大限制。相较之下,cfRNA中来源于细胞外囊泡的RNA,因其更好的完整性和较长的长度,采用长读长RNA测序技术可以直接对EVRNA全长转录本进行测序,从而发现更多新型的RNA异构体,为临床应用提供更高效、准确的价值。

美国加州大学圣克鲁兹分校的Daniel Kim研究小组同样意识到长读长测序的优势,专注于利用这项技术进行血液EVRNA的检测,验证EVRNA在疾病诊断中的潜力。研究发现,现有的基于DNA的液体活检方法可能错过癌症早期阶段,而早期诊断能够更早干预治疗,从而降低死亡率。

在这一背景下,研究小组运用了COMPLETE-seqRNA流程,通过高特异性的膜亲和技术及硅胶膜柱法提取血浆EVRNA,并结合纳米孔长读长技术和短读长技术进行测序,全面获取EVRNA转录组信息。研究结果表明,血液中的重复RNA序列含量丰富,并可作为特定疾病的诊断生物标志物。相关研究成果已发表在Nature Biomedical Engineering期刊上。

COMPLETE-seqRNA流程首先从血浆中提取EVRNA,并将其反转录为cDNA后进行文库制备,接着进行短读长测序和基于纳米孔技术的长读长测序,随后开展基因差异表达分析及cfRNA长度分析。研究显示,几乎所有胰腺癌患者的血液中均发现有大量来自重复序列的游离RNA,其中大部分来源于SINE元件。

研究小组利用癌症基因组图谱计划(TCGA)中的食道癌测序数据以及GTEX联盟的大型健康样本队列,探测癌症特异性的食道RNA特征,结果发现“数百个重复衍生的转录本在食道癌中大量且特异性富集”,由此表明重复RNA序列可以作为疾病特异性的诊断生物标志物。

以往研究认为血浆中的cfRNA往往短小且出现降解,但本研究通过全长cDNA的纳米孔测序,对胰腺癌患者与对照组血浆样本中的cfRNA进行了表征,结果明显偏离之前的观点。长读长测序数据显示,mRNA长度可达1,337nt(中位数456nt),lncRNA为970nt(中位数303nt),这表明纳米孔测序成功揭示了全长、多腺苷酸化、带帽子的RNA分子的存在,其中包括lncRNA。

研究中,首先将健康对照及胰腺癌患者的血液样本分离为血浆,接着使用exoRNeasy(QIAGEN)试剂盒处理后分离EVRNA,最终进行cfRNA的长读长及短读长测序。长读长测序数据表明,各种RNA的完整性良好,未发生降解。为了实现快速、高效的EVRNA分离,该流程支持多样本的提取后,可直接在柱上完成裂解,结合QIAGEN经典的硅胶膜技术,实现高纯度总RNA的提取,适用于各种小RNA的检测与分析。

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