以下是一篇关于lncRNA测序(长链非编码RNA测序) 的完整技术文章,重点聚焦于检测项目、技术流程与应用方向,适用于科研人员、医学研究者及生物信息学从业者参考。
LncRNA测序技术详解:从样本到功能分析的完整检测流程
一、LncRNA简介
长链非编码RNA(Long Non-coding RNA, lncRNA) 是一类长度 >200 nt、不编码蛋白质的RNA分子,在基因表达调控、表观遗传修饰、细胞分化等过程中发挥重要作用,与癌症、神经疾病、发育异常等密切相关。
二、核心检测项目与技术流程
(一)样本要求与制备
关键步骤: 使用链特异性建库(strand-specific library prep)确保保留lncRNA方向信息。
(二)测序平台选择
推荐深度:
- 基础表达分析:50–100 million reads/sample
- 新lncRNA挖掘:≥100 million reads/sample
(三)核心检测分析项目
1. 基础分析(必做)
- 数据质控:FastQC, Trimmomatic 过滤低质量序列
- 比对与定量:
- 比对工具:HISAT2, STAR
- 参考基因组:GENCODE / Ensembl(含lncRNA注释)
- 表达定量:
- 工具:StringTie, Cufflinks
- 输出:lncRNA表达矩阵(FPKM / TPM)
2. 高级分析(按需选择)
(四)功能验证实验建议(湿实验)
- RT-qPCR验证:验证高表达/差异lncRNA
- 沉默/过表达:siRNA/shRNA敲低,观察表型变化
- RNA原位杂交(RNA-FISH):亚细胞定位
- RIP-seq/CLIP-seq:验证lncRNA与蛋白互作
- CRISPRi/a:靶向调控lncRNA启动子
三、应用场景
四、技术优势与挑战
优势:
- 高灵敏度、全基因组覆盖
- 可同时分析mRNA、circRNA、lncRNA
- 发现新转录本及异构体
挑战:
- 低丰度lncRNA检测需高深度测序
- 功能注释数据库不完善(如NONCODE, LncBook)
- 实验验证周期长、成本高
五、结果交付内容
- 原始数据:FASTQ格式
- 分析报告:
- QC报告(测序质量、比对率)
- 表达矩阵及差异基因列表
- 富集分析图谱(气泡图、网络图)
- 新lncRNA结构注释(GTF文件)
- 可视化结果:
- 热图、火山图、PCA降维图
- lncRNA-mRNA共表达网络图
六、案例展示(乳腺癌研究)
研究设计:
- 样本:10对癌vs癌旁组织
- 测序:Illumina PE150, 100M reads/sample 发现:
鉴定出LINC00668在肿瘤中高表达,通过ceRNA机制吸附miR-382-5p,促进下游致癌基因CDK4表达,敲低后抑制癌细胞增殖(WB验证)。
七、未来发展方向
- 单细胞lncRNA测序:解析细胞异质性
- 空间转录组整合:定位组织微环境中的lncRNA
- 长读长测序:精准解析lncRNA结构变异
- AI驱动功能预测:DeepLncRNA等算法优化
结语 lncRNA测序是揭示疾病机制和生物过程调控网络的关键工具。设计实验时需明确研究目标(表达谱/新lncRNA/功能机制),选择匹配的检测项目,并结合多组学数据与实验验证,才能最大化研究成果的价值。
附:常用数据库资源
- LncRNA注释:NONCODE, LncBook, GENCODE
- 功能预测:LncRNA2Function, LncSEA
- 互作数据库:NPInter, RAID v2.0
建议在项目启动前进行预实验评估RNA质量,并咨询生信团队确定分析方案。