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Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的原理、操作流程、優(yōu)勢(shì)及在疾病研究中的應(yīng)用

瀏覽次數(shù):673 發(fā)布日期:2026-1-23  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)
轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)作為解析基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、挖掘疾病分子機(jī)制的核心手段,已廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥研究的各個(gè)領(lǐng)域。
 
一、技術(shù)原理與背景
Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序以“混合提取、整體測(cè)量”為核心思路,對(duì)樣本中大量細(xì)胞的總RNA進(jìn)行高通量測(cè)序,獲取特定生理或病理狀態(tài)下細(xì)胞內(nèi)所有轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物(mRNA、非編碼RNA等)的整體表達(dá)特征,反映樣本中基因表達(dá)的平均水平與全局變化規(guī)律。Bulk RNA-seq技術(shù),核心優(yōu)勢(shì)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(gè)樣本添加獨(dú)特標(biāo)識(shí),并引入U(xiǎn)MI(獨(dú)特分子標(biāo)識(shí)符)系統(tǒng),可有效降低PCR擴(kuò)增噪音與偏好性,同時(shí)實(shí)現(xiàn)多樣本混合測(cè)序,大幅提升實(shí)驗(yàn)效率與數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。
 
相較于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù),Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)進(jìn)一步整合了公司在多組學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)積累,可與蛋白檢測(cè)、免疫組化等平臺(tái)形成聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)從基因到蛋白的跨維度驗(yàn)證,為研究提供更完整的分子證據(jù)鏈。
 
二、技術(shù)操作流程
Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)遵循標(biāo)準(zhǔn)化操作流程,全程嚴(yán)格質(zhì)控,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性與可重復(fù)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(gè)核細(xì)胞等),采用專用試劑盒進(jìn)行總RNA提取,通過Nanodrop與Agilent 2100檢測(cè)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(biāo)記與逆轉(zhuǎn)錄:采用含獨(dú)特條形碼與UMI的dT引物,對(duì)每個(gè)樣本RNA進(jìn)行特異性標(biāo)記,隨后進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄反應(yīng)合成cDNA第一鏈,實(shí)現(xiàn)樣本身份的精準(zhǔn)區(qū)分。
  3. 樣本混合與文庫構(gòu)建:將帶有獨(dú)特條形碼的cDNA樣本混合,統(tǒng)一進(jìn)行第二鏈合成、片段化、末端修復(fù)及接頭連接,構(gòu)建鏈特異性測(cè)序文庫,單次可處理96個(gè)及以上樣本,大幅簡化實(shí)驗(yàn)流程。
  4. 測(cè)序與質(zhì)控:基于Illumina測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序,測(cè)序深度根據(jù)研究需求定制(常規(guī)轉(zhuǎn)錄組≥6G clean data),對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)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(xué)分析:提供標(biāo)準(zhǔn)化分析流程,包括基因表達(dá)定量、差異表達(dá)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(luò)構(gòu)建等,同時(shí)可結(jié)合呼吸內(nèi)科疾病特點(diǎn)提供個(gè)性化分析方案。

三、對(duì)比基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)
相較于RT-qPCR、Northern Blot等基礎(chǔ)基因表達(dá)檢測(cè)實(shí)驗(yàn),Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)具備顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì),具體體現(xiàn)在:
  • 高通量與全基因組覆蓋打破基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)僅能檢測(cè)少數(shù)已知基因的局限,一次性解析樣本中數(shù)千個(gè)基因的表達(dá)變化,可發(fā)現(xiàn)新的疾病相關(guān)基因與轉(zhuǎn)錄本,拓展研究視野。
  • 高靈敏度與準(zhǔn)確性依托UMI技術(shù)與DNA擴(kuò)增熒光標(biāo)記體系,可精準(zhǔn)檢測(cè)低豐度基因與瞬時(shí)表達(dá)變化,檢測(cè)靈敏度遠(yuǎn)超RT-qPCR,且能有效避免PCR擴(kuò)增偏差,數(shù)據(jù)重復(fù)性更優(yōu)。
  • 高效低成本與樣本兼容性多樣本混合測(cè)序模式大幅降低單樣本測(cè)序成本,同時(shí)支持低起始量RNA樣本(最低可至10ng)檢測(cè),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(jià)值不僅能獲取基因表達(dá)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(jī)制研究提供更豐富的分子線索,而基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)僅能獲取單一表達(dá)指標(biāo)。

四、賦能呼吸內(nèi)科疾病研究的應(yīng)用場(chǎng)景
呼吸內(nèi)科疾。ㄈ缏宰枞苑渭膊、哮喘、肺纖維化、肺部腫瘤等)的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,涉及炎癥反應(yīng)、免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞凋亡等多個(gè)分子通路的異常調(diào)控。Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)可深度賦能該領(lǐng)域研究,為疾病機(jī)制解析、標(biāo)志物篩選治療靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)提供核心技術(shù)支撐。
 
以慢性阻塞性肺疾。–OPD)研究為例,平臺(tái)可通過對(duì)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(jìn)展相關(guān)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(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò);同時(shí)可結(jié)合Luminex多因子檢測(cè)、MSD電化學(xué)發(fā)光平臺(tái),實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)與蛋白水平的跨維度驗(yàn)證,精準(zhǔn)揭示COPD氣道炎癥與氣道重塑的分子機(jī)制。在肺部腫瘤研究中,通過對(duì)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(gè)體化治療提供依據(jù),這與多組學(xué)整合分析揭示食管鱗狀細(xì)胞癌亞型的研究思路高度契合,彰顯了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序在腫瘤分型研究中的核心價(jià)值。
   
五、解決呼吸內(nèi)科疾病研究的核心難題
Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)可針對(duì)性解決呼吸內(nèi)科疾病研究中的多個(gè)關(guān)鍵痛點(diǎn):
  1. 解決疾病機(jī)制模糊難題:突破傳統(tǒng)研究僅能聚焦單個(gè)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(guān)鍵基因,明確多分子間的相互作用關(guān)系,為機(jī)制研究提供全景式分子圖譜。
  2. 解決早期診斷標(biāo)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(dá)的基因標(biāo)志物(如非編碼RNA、分泌蛋白編碼基因),結(jié)合臨床樣本驗(yàn)證,開發(fā)高靈敏度、高特異性的診斷指標(biāo),助力呼吸內(nèi)科疾病的早期篩查與診斷。
  3. 解決治療靶點(diǎn)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(dá)基因與通路,為靶向藥物研發(fā)提供精準(zhǔn)靶點(diǎn),同時(shí)可通過藥物干預(yù)前后的轉(zhuǎn)錄組變化分析,評(píng)估藥物療效與作用機(jī)制,加速藥物研發(fā)進(jìn)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(cè)需求,最大化挖掘珍貴臨床樣本的分子價(jià)值,實(shí)現(xiàn)對(duì)微量樣本的深度解析,為臨床研究與轉(zhuǎn)化應(yīng)用提供有力支撐。
  
六、Bulk轉(zhuǎn)錄組測(cè)序檢測(cè)技術(shù)哪個(gè)公司提供?
該技術(shù)由上海樂備實(shí)生物技術(shù)有限公司(LabEx)提供,公司同步擁有多款爆款服務(wù)產(chǎn)品。

樂備實(shí)(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(cè)以及組學(xué)分析服務(wù)的實(shí)驗(yàn)服務(wù)專家,自2018年成立以來,樂備實(shí)不斷尋求突破,公司的服務(wù)技術(shù)平臺(tái)已擴(kuò)展到單細(xì)胞測(cè)序、空間多組學(xué)、流式檢測(cè)、超敏電化學(xué)發(fā)光、Luminex多因子檢測(cè)、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(xué)等30多個(gè),建立起了一套涵蓋基因、蛋白、細(xì)胞以及組織水平實(shí)驗(yàn)的完整檢測(cè)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
聯(lián)系電話:15921930842
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