转染做完了,检测也做了,但数据怎么看都不对:qPCR 没有显著变化、mRNA 降了蛋白却没降、甚至表达反而上调了、干扰 miRNA 后 miRNA 本身一点没少。本篇把这 4 类最常见的"假象"拆开讲清楚,每一类给出可执行的排查路径。
假象一:转染 siRNA 后 qPCR 检测不到显著变化
这是我们被问到最多的问题。当你确认转染已经完成、qPCR 结果却毫无波澜时,请按下面 4 个方向依次排查:
1. 实验操作是否正确
先验证流程本身:使用荧光标签(如荧光标记的 siRNA 或共转 GFP 质粒)检查转染效率是否足够高;同时设置阴性对照与阳性对照,用来检验转染程序和检测程序是否正确。
2. 检测时间是否合适
RNA 干扰是一个动态过程,采样太早靶 mRNA 尚未被充分降解,采样太晚细胞已经完成代偿恢复。一般来说,通常在转染后 24~48 小时进行 qRT-PCR 检测效率最佳。
3. 细胞状态是否良好
选择代数较低、密度适中的细胞进行转染;对于本身不好转染的细胞(比如干细胞、悬浮细胞等),可采用电转或病毒感染等方式递送 shRNA。
4. 干扰序列是否有效
检查干扰序列的设计程序,尝试同时使用多条 siRNA 序列进行筛选。另外要特别注意 siRNA 的降解问题:溶解后的 siRNA 应保存在 -20℃,避免反复冻融,也不要放在 4℃ 长期保存——降解会直接导致效率下降。
▎ 关于 siRNA 的保存
溶解后的 siRNA 建议 -20℃ 保存,避免反复冻融或 4℃ 存放;反复冻融和 4℃ 长期放置都会造成 siRNA 降解,是"同一条序列上次好用这次不好用"的常见元凶。
假象二:mRNA 有敲低效果,蛋白表达量却没有下降
siRNA 或 shRNA 直接作用于 mRNA,因此 mRNA 水平的检测是最直接的指标。一般而言,蛋白表达量会随 mRNA 的变化而改变,但也确实存在蛋白下降水平与 mRNA 下降水平不对应的现象。可能原因有两个:
1. 检测时间过早:mRNA 表达量的变化还没有反映到蛋白表达量上。蛋白本身有半衰期,从 mRNA 降解到蛋白总量下降存在明显滞后。处理办法是延后蛋白收样时间。
2. 细胞存在翻译调节过程:细胞会通过翻译层面的调控来维持蛋白总量的动态平衡,导致 mRNA 与蛋白水平的下调并非正相关关系。这种情况下可更换细胞重新实验。
▎ 时间轴建议
同一批实验中,mRNA 与蛋白通常不同步:mRNA 常在转染后 24~48 h 检出最佳敲低,而蛋白往往需要延后到 48~72 h 甚至更晚才看到变化,半衰期长的蛋白尤其明显。不要用同一时间点的样品同时判读两个层面。
假象三:siRNA 反而使目的基因表达上调了
一般来说,siRNA 对 mRNA 的沉默作用将导致目的基因在 mRNA 水平上降低,但实际操作中确实会出现 qPCR 结果上升的情况。可以从两个方面考虑:
1. 转染条件刺激导致细胞基因异常表达:转染本身是一种外源刺激,可能激活细胞的应激相关通路,造成靶基因反应性升高。可通过更改试剂比例、改变转染时间来优化转染条件,或更换其他细胞。
2. 检测过程的误差较大导致结果不准确:应从提高 RNA 质量、优化引物设计、优化程序设置、添加阴性和阳性对照等方面出发,系统优化检测条件。
判断是哪一类的方法很简单:看阴性对照组是否也出现了同样的"上调"。如果 NC 组同样上调,问题多半在转染刺激或检测体系;如果只有目的序列组上调,才需要考虑序列本身或靶基因的特殊调控机制。
假象四:干扰 miRNA 后,miRNA 表达量没有下降
这是一个认知层面的问题。目前常见的 miRNA 干扰方式如 inhibitor、sponge,其本质作用是通过结合 miRNA、阻断其与靶基因的结合,并不一定会有效促进 miRNA 的降解。所以,miRNA 的表达量不能代表干扰效率的高低。
为什么 miRNA 不容易被降解?
1. 反义 RNA 与 miRNA 结合后,形成的双链序列很短,Dicer 酶(细胞内降解双链 RNA 的主角)不能有效结合并使其降解;
2. miRNA 本身与 Ago2 以 RISC 复合物的形式存在,该复合物同样会导致 Dicer 酶无法高效结合。
那应该怎么检测 miRNA 功能是否被成功抑制?
不要盯miRNA 本身的拷贝数,改看"功能结果"。推荐以下 3 种方式:
1. 检测细胞中已确定存在直接调控关系的 miRNA 下游靶基因的表达变化;
2. 构建报告基因载体,检测荧光素酶表达量(如双荧光素酶报告基因实验);
3. 检测细胞功能或表型的变化情况。
本篇要点速查
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现象 |
可能原因 |
处理方向 |
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qPCR 无显著变化 |
操作有误/ 检测时间不当 / 细胞状态差 / 序列无效或降解 |
荧光标记查转染效率+阴阳性对照;24~48 h 检测;低代数适宜密度细胞;换序列、-20℃ 保存避免反复冻融 |
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mRNA 降但蛋白不降 |
检测时间过早;细胞翻译调控维持蛋白总量平衡 |
延后蛋白收样时间;更换细胞重新实验 |
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目的基因反而上调 |
转染条件刺激引起应激性表达;检测误差大 |
优化试剂比例与转染时间、更换细胞;提高RNA 质量、优化引物与程序、增设阴阳对照 |
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干扰后miRNA 量不降 |
inhibitor/sponge 只结合不降解;Dicer 难以结合短双链或 RISC 复合物 |
改测下游靶基因、荧光素酶报告基因活性或细胞表型,不以miRNA 拷贝数评价效率 |