MS-HRM技术(甲基化敏感性高分辨率熔解曲线分析)是一种基于高分辨率熔解曲线(HRM)的甲基化检测方法,具有操作简便、灵敏度高、成本低等优势,在遗传学、肿瘤学等领域展现出重要应用价值。以下从技术原理、优势、应用场景及局限性四个方面展开介绍:
一、技术原理
1.DNA处理:
使用重亚硫酸盐处理DNA样本,将未甲基化的胞嘧啶(C)转化为尿嘧啶(U),而甲基化的胞嘧啶保持不变。
2.PCR扩增:
设计针对处理后DNA的引物,扩增包含目标CpG岛的片段。甲基化状态差异会导致扩增产物中GC含量不同。
3.熔解曲线分析:
利用高分辨率熔解曲线仪,通过荧光染料(如LC Green、SYTO9)结合双链DNA,监测温度升高时DNA双链解链的荧光信号变化。
甲基化DNA:GC含量高,熔解温度(Tm)较高,熔解峰偏右。
未甲基化DNA:GC含量低,Tm较低,熔解峰偏左。
杂合甲基化:同时存在甲基化和未甲基化位点,熔解峰呈现双峰或肩峰。
二、技术优势
1.操作简便:
无需序列特异性探针或后续处理(如测序、电泳),闭管操作减少交叉污染。
引物设计灵活,可同时检测已知或未知突变、SNP及甲基化位点。
2.灵敏度高:
可检测低至0.1%-0.01%的甲基化水平,SNP检测灵敏度和特异性均达100%。
3.高通量:
单次检测最多384个样本,60-90分钟内完成,适合大样本量分析。
4.成本低:
试剂消耗少,无需昂贵设备(如测序仪),费用远低于测序或TaqMan探针法。
5.重复性好:
熔解曲线形状稳定,结果可靠,适合临床验证。
三、应用场景
1.肿瘤标志物检测:
检测抑癌基因(如BRCA1、p16)、凋亡相关基因(如DAPK1)或DNA修复基因(如MGMT)启动子甲基化,辅助肿瘤早期诊断和预后评估。
示例:MGMT启动子甲基化可预测胶质瘤患者对烷化剂化疗的敏感性。
2.遗传病研究:
分析基因突变(如SNP)与甲基化的关联,揭示表观遗传调控机制。
药物疗效评价:
通过监测特定基因甲基化状态变化,指导化疗药物选择和剂量调整。
3.高通量验证:
作为基因芯片筛选后的验证工具,在更多样本中确认甲基化位点。
四、局限性
1.检测位点限制:
适合检测位点较少(如单个CpG岛)的样本,全基因组甲基化分析需结合其他技术(如甲基化芯片或测序)。
2.仪器要求:
需配备HRM模块的实时荧光定量PCR仪(如Rotor-Gene Q、LightCycler 480),部分实验室可能不具备。
3.引物设计挑战:
引物需覆盖目标CpG岛,且避免非特异性扩增,设计难度较高。
五、总结
MS-HRM技术以“简、效、快、廉”为核心优势,成为甲基化检测领域的重要工具,尤其在肿瘤标志物筛查和临床用药指导中表现突出。然而,其局限性需结合研究目的选择合适方法(如全基因组甲基化分析需采用甲基化芯片或测序技术)。
随着实时荧光定量PCR仪的普及,MS-HRM有望在更多实验室和临床场景中推广应用。