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Bulk轉(zhuǎn)錄組測序技術的原理、操作流程、優(yōu)勢及在疾病研究中的應用

瀏覽次數(shù):649 發(fā)布日期:2026-1-23  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責任自負
轉(zhuǎn)錄組測序技術作為解析基因表達調(diào)控網(wǎng)絡、挖掘疾病分子機制的核心手段,已廣泛應用于生物醫(yī)藥研究的各個領域。
 
一、技術原理與背景
Bulk轉(zhuǎn)錄組測序以“混合提取、整體測量”為核心思路,對樣本中大量細胞的總RNA進行高通量測序,獲取特定生理或病理狀態(tài)下細胞內(nèi)所有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(mRNA、非編碼RNA等)的整體表達特征,反映樣本中基因表達的平均水平與全局變化規(guī)律。Bulk RNA-seq技術,核心優(yōu)勢在于通過優(yōu)化的條形碼寡核苷酸(dT)引物,在cDNA第一鏈合成階段為每個樣本添加獨特標識,并引入UMI(獨特分子標識符)系統(tǒng),可有效降低PCR擴增噪音與偏好性,同時實現(xiàn)多樣本混合測序,大幅提升實驗效率與數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
 
相較于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)錄組測序技術,Bulk轉(zhuǎn)錄組測序平臺進一步整合了公司在多組學領域的技術積累,可與蛋白檢測、免疫組化等平臺形成聯(lián)動,實現(xiàn)從基因到蛋白的跨維度驗證,為研究提供更完整的分子證據(jù)鏈。
 
二、技術操作流程
Bulk轉(zhuǎn)錄組測序平臺遵循標準化操作流程,全程嚴格質(zhì)控,確保實驗結果的可靠性與可重復性,具體流程如下:
  1. 樣本接收與處理:接收呼吸內(nèi)科臨床樣本(如支氣管肺泡灌洗液、肺組織、外周血單個核細胞等),采用專用試劑盒進行總RNA提取,通過Nanodrop與Agilent 2100檢測RNA純度(A260/A280介于1.8-2.0)與完整性(RIN值≥7.0),剔除降解樣本。
  2. 條形碼標記與逆轉(zhuǎn)錄:采用含獨特條形碼與UMI的dT引物,對每個樣本RNA進行特異性標記,隨后進行逆轉(zhuǎn)錄反應合成cDNA第一鏈,實現(xiàn)樣本身份的精準區(qū)分。
  3. 樣本混合與文庫構建:將帶有獨特條形碼的cDNA樣本混合,統(tǒng)一進行第二鏈合成、片段化、末端修復及接頭連接,構建鏈特異性測序文庫,單次可處理96個及以上樣本,大幅簡化實驗流程。
  4. 測序與質(zhì)控:基于Illumina測序平臺進行高通量測序,測序深度根據(jù)研究需求定制(常規(guī)轉(zhuǎn)錄組≥6G clean data),對原始數(shù)據(jù)進行過濾,去除接頭序列、低質(zhì)量reads,確保有效數(shù)據(jù)占比≥95%。
  5. 生物信息學分析:提供標準化分析流程,包括基因表達定量、差異表達基因篩選(|log2FC|≥1,P-adjust<0.05)、GO/KEGG通路富集分析、蛋白互作網(wǎng)絡構建等,同時可結合呼吸內(nèi)科疾病特點提供個性化分析方案。

三、對比基礎實驗的技術優(yōu)勢
相較于RT-qPCR、Northern Blot等基礎基因表達檢測實驗,Bulk轉(zhuǎn)錄組測序平臺具備顯著技術優(yōu)勢,具體體現(xiàn)在:
  • 高通量與全基因組覆蓋打破基礎實驗僅能檢測少數(shù)已知基因的局限,一次性解析樣本中數(shù)千個基因的表達變化,可發(fā)現(xiàn)新的疾病相關基因與轉(zhuǎn)錄本,拓展研究視野。
  • 高靈敏度與準確性依托UMI技術與DNA擴增熒光標記體系,可精準檢測低豐度基因與瞬時表達變化,檢測靈敏度遠超RT-qPCR,且能有效避免PCR擴增偏差,數(shù)據(jù)重復性更優(yōu)。
  • 高效低成本與樣本兼容性多樣本混合測序模式大幅降低單樣本測序成本,同時支持低起始量RNA樣本(最低可至10ng)檢測,適配呼吸內(nèi)科珍貴臨床樣本(如微量灌洗液)的研究需求。
  • 多維度數(shù)據(jù)價值不僅能獲取基因表達水平數(shù)據(jù),還可挖掘可變剪接、基因融合、非編碼RNA調(diào)控等信息,為機制研究提供更豐富的分子線索,而基礎實驗僅能獲取單一表達指標。

四、賦能呼吸內(nèi)科疾病研究的應用場景
呼吸內(nèi)科疾。ㄈ缏宰枞苑渭膊 ⑾、肺纖維化、肺部腫瘤等)的發(fā)病機制復雜,涉及炎癥反應、免疫調(diào)節(jié)、細胞凋亡等多個分子通路的異常調(diào)控。Bulk轉(zhuǎn)錄組測序平臺可深度賦能該領域研究,為疾病機制解析標志物篩選治療靶點發(fā)現(xiàn)提供核心技術支撐。
 
以慢性阻塞性肺疾病(COPD)研究為例,平臺可通過對比COPD患者與健康人群的肺組織、外周血樣本轉(zhuǎn)錄組差異,篩選出疾病進展相關的核心差異基因(如炎癥因子IL-6、TNF-α,基質(zhì)金屬蛋白酶MMP9等),明確其表達調(diào)控網(wǎng)絡;同時可結合Luminex多因子檢測、MSD電化學發(fā)光平臺,實現(xiàn)基因表達與蛋白水平的跨維度驗證,精準揭示COPD氣道炎癥與氣道重塑的分子機制。在肺部腫瘤研究中,通過對腫瘤組織與癌旁組織的轉(zhuǎn)錄組分析,可區(qū)分不同亞型腫瘤的分子特征,為臨床個體化治療提供依據(jù),這與多組學整合分析揭示食管鱗狀細胞癌亞型的研究思路高度契合,彰顯了轉(zhuǎn)錄組測序在腫瘤分型研究中的核心價值。
   
五、解決呼吸內(nèi)科疾病研究的核心難題
Bulk轉(zhuǎn)錄組測序平臺可針對性解決呼吸內(nèi)科疾病研究中的多個關鍵痛點:
  1. 解決疾病機制模糊難題:突破傳統(tǒng)研究僅能聚焦單個或少數(shù)通路的局限,通過全基因組轉(zhuǎn)錄組分析,系統(tǒng)挖掘呼吸內(nèi)科疾病發(fā)病的核心調(diào)控通路與關鍵基因,明確多分子間的相互作用關系,為機制研究提供全景式分子圖譜。
  2. 解決早期診斷標志物匱乏難題:通過大樣本量轉(zhuǎn)錄組差異分析,篩選出具有特異性表達的基因標志物(如非編碼RNA、分泌蛋白編碼基因),結合臨床樣本驗證,開發(fā)高靈敏度、高特異性的診斷指標,助力呼吸內(nèi)科疾病的早期篩查與診斷。
  3. 解決治療靶點開發(fā)低效難題:基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)鎖定疾病特異性表達基因與通路,為靶向藥物研發(fā)提供精準靶點,同時可通過藥物干預前后的轉(zhuǎn)錄組變化分析,評估藥物療效與作用機制,加速藥物研發(fā)進程。
  4. 解決臨床樣本利用不足難題:適配低起始量、脆弱臨床樣本的檢測需求,最大化挖掘珍貴臨床樣本的分子價值,實現(xiàn)對微量樣本的深度解析,為臨床研究與轉(zhuǎn)化應用提供有力支撐。
  
六、Bulk轉(zhuǎn)錄組測序檢測技術哪個公司提供?
該技術由上海樂備實生物技術有限公司(LabEx)提供,公司同步擁有多款爆款服務產(chǎn)品。

樂備實(上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司旗下全資子公司),是國內(nèi)專注于提供高質(zhì)量蛋白檢測以及組學分析服務的實驗服務專家,自2018年成立以來,樂備實不斷尋求突破,公司的服務技術平臺已擴展到單細胞測序、空間多組學、流式檢測、超敏電化學發(fā)光、Luminex多因子檢測、抗體芯片、PCR Array、ELISA、Elispot、PLA蛋白互作、多色免疫組化、DSP空間多組學等30多個,建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細胞以及組織水平實驗的完整檢測體系。

 
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發(fā)布者:上海優(yōu)寧維生物科技股份有限公司
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