miRNA 测序
MiRNA测序(MicroRNA Sequencing, miR-seq)是针对长度约18-25nt的非编码小分子RNA(miRNA) 开展的高通量测序技术,通过精准捕获样本中所有miRNA分子,实现已知miRNA定量、新miRNA挖掘、序列变异及碱基修饰(如m⁶A)的系统性分析。其核心价值在于单碱基分辨率、全基因组覆盖度与高灵敏度,相较于传统qPCR,miR-seq可无偏向性检测低丰度miRNA,并发现物种特异性新miRNA或变异体;相较于芯片技术,动态范围更广,能更真实反映miRNA表达差异。MiRNA作为基因表达调控的核心分子,通过靶向mRNA降解或翻译抑制参与细胞增殖、分化、凋亡等生理过程,其表达异常与肿瘤、神经退行性疾病、代谢综合征等密切相关。因此,miR-seq已成为疾病标志物筛选、调控机制研究、药物靶点发现的关键技术。

原理介绍
MiRNA测序,样本处理与小RNA富集:RNA提取、质量验证。专项文库构建,二代测序文库,接头设计、逆转录与扩增;链特异性保留。高通量测序,二代平台:Illumina NovaSeq 6000、MiSeq,Q30比例≥85%。数据分析与功能解析。数据过滤:去除低质量reads、接头序列、rRNA/tRNA等非miRNA片段;miRNA鉴定,已知miRNA与miRBase数据库比对,定量表达量;新miRNA通过miRDeep2、miREvo等工具预测,结合二级结构验证;变异分析:检测isomiR、碱基编辑位点;功能注释:通过TargetScan、miRanda预测靶基因,结合GO/KEGG通路富集分析、miRNA-mRNA共表达网络。
文献案例
《iScience》期刊上发表的“Direct microRNA sequencing using Nanopore Induced Phase-shift Sequencing(NIPSS)”针对传统miR-seq无法保留修饰信息的痛点,开发纳米孔错位测序(NIPSS)技术,首次实现miRNA单分子直接测序。研究成功区分序列高度相似的miR-21(致癌)与miR-21+U(3'端单尿嘧啶添加变体),以及miR-21与let-7a(抑癌),分辨率达单碱基水平;在miR-21中人工引入m⁶A修饰,通过NIPSS信号差异准确定位修饰位点,相较于传统方法,首次实现miRNA修饰的单分子直接检测;读长15nt可区分99.5%人类miRNA,为癌症中miRNA修饰异常的研究提供新工具。

送样标准
≥ 100mg;脂肪、皮肤、骨头等RNA含量较低组织 ≥1g;
嫩叶根茎花果实≥500mg;种子≥2g;
≥106个;
新鲜采集≥5ml;
≥2管;
≥107个/300mg;
总量≥2μg,浓度≥ 100ng/μL,体积 ≥20μL;
交付内容
数据质量控制
RNA质量、测序质量、过滤结果。
miRNA鉴定与定量结果
已知miRNA表达量矩阵(RPM/TPM)、差异表达miRNA列表(log2FC、P值、FDR值)、火山图/热图;新miRNA预测序列(FASTA格式)、二级结构示意图、表达量;变异与修饰isomiR类型及占比(Illumina)、m⁶A等修饰位点与信号强度(NIPSS技术)。
功能分析结果
靶基因预测,TargetScan/miRanda预测结果表;通路富集GO/KEGG富集散点图、miRNA-mRNA共表达网络;数据库注释,miRBase编号、靶基因功能(关联Swiss-Prot、KEGG数据库)、疾病关联(OMIM数据库)。
分析与解读报告
差异miRNA核心集合、潜在标志物候选、关键调控通路;miRNA表达趋势与疾病/处理条件的关联、修饰/变异的生物学意义。
常见问题
优先选择EDTA或柠檬酸钠抗凝,避免肝素:肝素的弊端:会与RNA提取中的酚类物质结合,导致RNA纯度下降(OD260/230<1.5),且抑制后续逆转录酶活性,降低文库构建效率;EDTA/柠檬酸钠优势:不影响RNA提取纯度,且能抑制RNA酶活性,miRNA稳定性更高(4℃保存24h降解率<5%);处理建议:若用肝素采血管,需通过肝素酶消化去除肝素,或重新采集样本(成本更高,建议提前规划抗凝方式)。
核心通过“预测+验证”策略,结合多公司分析工具: 1. 生物信息学预测:使用TargetScan、miRanda、PITA,取交集提高可靠性; 2. 表达相关性分析:对同一样本同步进行miR-seq与mRNA-seq,筛选负相关对; 3. 实验验证:双荧光素酶报告基因实验、细胞转染。
针对植物样本的专属处理方案:采样阶段:新鲜组织立即液氮速冻,避免多糖/多酚释放;若需长期保存,用含2% PVP的RNAlater浸泡;提取阶段:①使用植物专用RNA提取试剂盒,添加β-巯基乙醇;②裂解后加入氯仿/异戊醇(24:1)离心,去除蛋白与多酚;③用LiCl(2M)沉淀RNA,选择性去除多糖;纯化阶段:若OD260/230仍<1.5,用Sevag法(氯仿/正丁醇4:1)进一步脱糖,或通过RNA纯化柱去除杂质;质控验证:Agilent 2100需观察小RNA峰(25-200nt)是否清晰,无弥散杂峰。
