miRNA 測序
MiRNA測序(MicroRNA Sequencing, miR-seq)是針對長度約18–25nt的非編碼小分子RNA(miRNA)開展的高通量測序技術,透過精準捕獲樣品中所有miRNA分子,實現已知miRNA定量、新miRNA挖掘、序列變異及鹼基修飾(如m⁶A)的系統性分析。其核心價值在於單鹼基解析度、全基因體覆蓋度與高靈敏度;相較於傳統qPCR,miR-seq可無偏倚地檢測低豐度miRNA,並發現物種特異性新miRNA或變異體;相較於晶片技術,動態範圍更廣,能更真實反映miRNA表達差異。MiRNA作為基因表達調控的核心分子,透過標的mRNA降解或轉譯抑制參與細胞增殖、分化、凋亡等生理過程,其表達異常與腫瘤、神經退化性疾病、代謝症候群等密切相關。因此miR-seq已成為疾病標記物篩選、調控機制研究、藥物標的發現的關鍵技術。

原理介紹
MiRNA測序,樣品處理與小RNA富集:RNA萃取、品質驗證;專項文庫建構—二代測序文庫、接頭設計、逆轉錄與擴增、鏈特異性保留;高通量測序—二代平台:Illumina NovaSeq 6000、MiSeq,Q30比例≥85%;資料分析與功能解析—資料過濾:去除低品質reads、接頭序列、rRNA/tRNA等非miRNA片段;miRNA鑑定—已知miRNA與miRBase資料庫比對,定量表達量;新miRNA透過miRDeep2、miREvo等工具預測,結合二級結構驗證;變異分析—檢測isomiR、鹼基編輯位點;功能註釋—透過TargetScan、miRanda預測標的基因,結合GO/KEGG路徑富集分析、miRNA-mRNA共表達網路。
文獻案例
《iScience》期刊上發表之「Direct microRNA sequencing using Nanopore Induced Phase-shift Sequencing(NIPSS)」針對傳統miR-seq無法保留修飾資訊的痛點,開發奈米孔錯位測序(NIPSS)技術,首次實現miRNA單分子直接測序。研究成功區分序列高度相似的miR-21(致癌)與miR-21+U(3′端單尿嘧啶添加變體),以及miR-21與let-7a(抑癌),解析度達單鹼基層次;於miR-21中人為引入m⁶A修飾,透過NIPSS訊號差異準確定位修飾位點,相較於傳統方法首次實現miRNA修飾的單分子直接檢測;讀長15nt即可區分99.5%人類miRNA,為癌症中miRNA修飾異常的研究提供新工具。
送樣標準
≥ 100mg;脂肪、皮膚、骨頭等RNA含量較低組織 ≥1g;
嫩葉根莖花果實≥500mg;種子≥2g;
≥10⁶個;
新鮮採集≥5ml;
≥2管;
≥10⁷個/300mg;
總量≥2μg,濃度≥ 100ng/μL,體積 ≥20μL;
交付內容
資料品質管制
RNA品質、測序品質、過濾結果。
miRNA鑑定與定量結果
已知miRNA表達量矩陣(RPM/TPM)、差異表達miRNA清單(log2FC、P值、FDR值)、火山圖/熱圖;新miRNA預測序列(FASTA格式)、二級結構示意圖、表達量;變異與修飾isomiR類型及佔比(Illumina)、m⁶A等修飾位點與訊號強度(NIPSS技術)。
功能分析結果
標的基因預測,TargetScan/miRanda預測結果表;路徑富集GO/KEGG富集散點圖、miRNA-mRNA共表達網路;資料庫註釋,miRBase編號、標的基因功能(關聯Swiss-Prot、KEGG資料庫)、疾病關聯(OMIM資料庫)。
分析與解讀報告
差異miRNA核心集合、潛在標記物候選、關鍵調控路徑;miRNA表達趨勢與疾病/處理條件的關聯、修飾/變異的生物學意義。
常見問題
優先選擇EDTA或檸檬酸鈉抗凝,避免肝素:肝素弊端—會與RNA萃取中的酚類物質結合,導致RNA純度下降(OD260/230<1.5),且抑制後續逆轉錄酵素活性,降低文庫建構效率;EDTA/檸檬酸鈉優勢—不影響RNA萃取純度,且能抑制RNA酶活性,miRNA穩定性更高(4℃保存24h降解率<5%);處理建議—若用肝素採血管,需透過肝素酶消化去除肝素,或重新採集樣品(成本更高,建議提前規劃抗凝方式)。
核心透過「預測+驗證」策略,結合多公司分析工具:1. 生物資訊預測—使用TargetScan、miRanda、PITA,取交集提高可靠性;2. 表達相關性分析—對同一樣品同步進行miR-seq與mRNA-seq,篩選負相關對;3. 實驗驗證—雙螢光素酶報告基因實驗、細胞轉染。
針對植物樣品的專屬處理方案:採樣階段—新鮮組織立即液氮速凍,避免多醣/多酚釋放;若需長期保存,用含2% PVP的RNAlater浸泡;萃取階段—①使用植物專用RNA萃取試劑盒,添加β-巰基乙醇;②裂解後加入氯仿/異戊醇(24:1)離心,去除蛋白與多酚;③用LiCl(2M)沉澱RNA,選擇性去除多醣;純化階段—若OD260/230仍<1.5,用Sevag法(氯仿/正丁醇4:1)進一步脫糖,或透過RNA純化柱去除雜質;品質驗證—Agilent 2100需觀察小RNA峰(25–200nt)是否清晰,無彌散雜峰。
