应用Ion Torrent PGM?平台进行人mtDNA全基因组测序

目的应用Ion Torrent PGM?平台对人线粒体基因组全序列进行分析检测。方法采集39名辽宁汉族无关个体以及4个母系家系的14名相关个体样本,应用SequalPrepTMLong PCR试剂盒进行扩增,应用Ion ShearTMPlus Reagents试剂盒和Ion Plus Fragment Library试剂盒等构建文库,并在Ion Torrent PGM?平台上进行线粒体基因组全序列测序。结果在39名无关个体共观察到39种单倍型,在396个位置观察到了397种碱基变异。无关个体中出现的变异位点数目为25~53个,平均每个个体出现36.2个碱基变异。4个母系家系中每个家系成员间具有完全相同的mtDNA单倍型,严格遵守母系遗传。结论采用本研究建立的人线粒体基因组全序列的测序检验法,可显著提高mtDNA的个体识别能力,在法庭科学领域中有较好的应用价值。     

应用Ion Torrent PGM^TM平台进行人mtDNA全基因组测序

目的应用Ion Torrent PGM^TM平台对人线粒体基因组全序列进行分析检测。方法采集39名辽宁汉族无关个体以及4个母系家系的14名相关个体样本,应用SequalPrep^TM Long PCR试剂盒进行扩增,应用Ion Shear^TM Plus Reagents试剂盒和Ion Plus Fragment Library试剂盒等构建文库,并在Ion Torrent PGM平台上进行线粒体基因组全序列测序。结果在39名无关个体共观察到39种单倍型,在396个位置观察到了397种碱基变异。无关个体中出现的变异位点数目为25~53个,平均每个个体出现36.2个碱基变异。4个母系家系中每个家系成员间具有完全相同的mtDNA单倍型,严格遵守母系遗传。结论采用本研究建立的人线粒体基因组全序列的测序检验法,可显著提高mtDNA的个体识别能力,在法庭科学领域中有较好的应用价值。     

Ion Torrent PGM~(TM)系统检测孕妇血浆中胎儿游离DNA

目的探讨Ion Torrent PGMTM系统用于孕妇外周血血浆中胎儿游离DNA的Y-STR检测的可行性。方法采集8例孕晚期(38周)和8例孕中期(12周)的无关孕妇外周血血浆,提取胎儿游离DNA,对DYS390、DYS391、DYS393、DYS438、DYS437、DYS456、DYS635共7个基因座进行复合扩增,在Ion Torrent PGM~(TM)系统进行Y-STR测序分析和毛细管电泳分析,并将两者结果进行比较。结果在分娩男性胎儿的孕晚期及中期孕妇血浆中均检测到Y-STR片段,测序检测得出的基因座比毛细管电泳检测得出的多,且与分娩胎儿的Y-STR基因型相一致。结论 Ion Torrent PGMTM系统用于孕妇外周血血浆胎儿游离DNA的Y-STR检测,具有高灵敏度、高通量的特点,且有较好的法医学应用价值。     

Ion Torrent PGM^(TM)系统检测孕妇血浆中胎儿游离DNACSCD

目的探讨Ion Torrent PGMTM系统用于孕妇外周血血浆中胎儿游离DNA的Y-STR检测的可行性。方法采集8例孕晚期(38周)和8例孕中期(12周)的无关孕妇外周血血浆,提取胎儿游离DNA,对DYS390、DYS391、DYS393、DYS438、DYS437、DYS456、DYS635共7个基因座进行复合扩增,在Ion Torrent PGM^(TM)系统进行Y-STR测序分析和毛细管电泳分析,并将两者结果进行比较。结果在分娩男性胎儿的孕晚期及中期孕妇血浆中均检测到Y-STR片段,测序检测得出的基因座比毛细管电泳检测得出的多,且与分娩胎儿的Y-STR基因型相一致。结论 Ion Torrent PGMTM系统用于孕妇外周血血浆胎儿游离DNA的Y-STR检测,具有高灵敏度、高通量的特点,且有较好的法医学应用价值。     

基于Ion Torrent PGM~(TM)测序系统的人mtDNA全测序分析

目的应用Ion Torrent PGM~(TM)测序系统对人线粒体DNA(mitochondria DNA,mtDNA)全序列进行分析检测,研究不同组织间mt DNA序列差异情况。方法通过法医尸体检验采集6名无关个体的组织样本,包括胸腔血液、头发、肋软骨、指甲、骨骼肌和口腔上皮。使用4对引物对线粒体全序列进行扩增,应用Ion Shear~(TM)Plus Reagents试剂盒和Ion Plus Fragment Library试剂盒等构建文库,并在Ion Torrent PGM~(TM)测序系统上进行线粒体基因组全序列测序,并针对异质性位点和在HVⅠ区域突变位点,进行Sanger测序验证。结果所有样本的全基因组mtDNA都扩增成功,6名无关个体分属于6种不同的单倍型,同一个体不同组织之间mtDNA存在异质性差异。异质性位点和HVⅠ区域突变位点采用Sanger测序结果均得到验证。通过Kappa统计方法进行一致性检验后发现,相同个体不同组织的mtDNA序列检验结果仍具有较好的一致性。结论本研究所采用的人线粒体基因组全序列的测序检验方法,可以检测出同一个体不同组织间mtDNA的异质性差异,该差异具有较高的一致性,该结果对mtDNA在法庭科学中的应用具有指导作用。     

应用Ion Torrent PGM~(TM)平台检测中国汉族124个身份鉴定SNPs

目的应用Ion Torrent PGM~(TM)测序平台检测中国汉族群体124个身份鉴定SNPs(individual identification SNPs,IISNP)的多态性信息。方法采用Ion Ampliseq~(TM)Library试剂盒对中国汉族130个无关个体样本及2个家系共8个个体的124个SNPs(90个常染色体SNPs和34个Y染色体SNPs)进行复合扩增,在Ion Torrent PGM~(TM)测序平台上检测。结果中国汉族130个无关个体应得14 148个SNP分型,其中软件给出分型结果14 086个,正确14 085个(99.992 9%),分型偏倚1例(0.007 1%)。软件未报SNP分型62例,需人工校正分析。在90个常染色体SNPs中,MP值最高为0.817 3(rs740910),最低为0.348 0(rs2831700),CMP为6.8984×10~(-34);DP值最高为0.652 0(rs1355366),最低为0.182 7(rs727811),CDP为0.999 999 999 999 999 999 999999 999 999 999 310 2,高于22个STRs的CDP;PE值最高为0.278 1(rs1058083),最低为0.007 3(rs1024116),CPE为0.999 999 616 7,低于22个STRs的CPE。在34个Y-SNPs中,72个中国汉族男性无关个体共观察到8种单倍型。家系样本分型结果未发现突变,均符合遗传规律。结论 124个身份鉴定SNPs在中国汉族群体中具有良好的遗传多态性,是理想的个体识别遗传标记。Ion Torrent PGM~(TM)平台在法庭科学领域有较好的应用价值。     

法医学二代测序STR分型准确度与测序深度的关联性评估

目的利用实验数据对法医学二代测序STR分型测序深度与分型结果准确度的关联性进行评估。方法使用商业化基因组DNA制备单一来源和混合的DNA样本,以Thermo Fisher公司的25重早期测试试剂盒进行目的STR片段扩增,每种扩增产物分别使用4种不同的序列标签平行建库,并控制标记每一种序列标签的文库上机量依次占一张Ion 318芯片的1/4、1/8、1/16、1/32。经Ion PGMTM基因测序仪测序,以及Ion Torrent SuiteTM软件进行数据分析;同时对庞敬博等人发表的基于相同试剂盒和测序仪检测的95名中国汉族无关个体的6928条等位基因、影子峰和噪音序列进行测序深度统计分析,寻找测序深度与STR分型准确度的关联性。结果各基因座测序深度随文库上样量减少而呈明显下降趋势。对于单一来源样本,每张芯片上样不超过8个均一化文库可实现全部基因座的完整分型;对于1∶20比例的混合DNA,每张芯片上样不超过4个均一化文库时,未发现微量组分的等位基因丢失。人群数据测序深度统计显示,该体系基因座间存在不均衡性,有必要针对各基因座分别设定分析阈值参数。结论测序深度与法医学STR分型结果的准确性密切相关,各基因座最低测序深度与平均测序深度的比值可作为设定分析阈值的重要参考指标。本研究确定的单张芯片上样数量仅适用于本实验体系,但相关实验设计和方案可供其他实验体系开展类似工作参考。     

外显子组测序对1例青壮年猝死的分子遗传学分析CSCD

目的以1例青壮年不明原因猝死综合征(sudden unexplained death syndrome,SUDS)案例为研究对象,采用全外显子组测序技术,在全外显子组水平寻找与SUDS相关的致病基因突变。方法对1例常规尸体解剖及病理学检验未发现明显致死性病理改变的SUDS病例样本,利用Ion Torrent PGMTM系统进行全外显子组测序。测序数据以hg19为参照序列,并通过Phylo P、Poly Phen2、SIFT等软件进行突变功能分析。最后设置三重条件过滤筛选有意义的单核苷酸变异:选取错义突变-等位基因频率<1%-蛋白质功能预测。结果共发现4个罕见的可疑致病性单核苷酸变异。结合尸体解剖及病理学检验的结果,确定1个"高危害性"突变MYOM2(8_2054058_G/A)。Poly Phen2、SIFT的预测均为"有害"。结论利用二代测序技术进行全外显子组水平的基因突变检测和分析,可以为SUDS病例的死因分析提供新的方法和思路。MYOM2基因新可能是SUDS的致病基因,但其具体机制仍需进一步研究。     

基于二代测序的24个STR基因座序列多态性

目的对95名中国汉族无关个体的24个STR基因座序列多态性进行调查。方法采用Thermo Fisher公司25重早期测试试剂盒进行STR基因座复合扩增,应用HID-Ion AmpliSeq~(TM)文库试剂盒进行文库构建,使用Ion PGM~(TM)基因测序仪进行测序反应,对Ion Torrent Suite~(TM) v4.6软件显示的STR基因分型结果分析评估,使用PowerStats分析软件计算法庭科学参数,并与STR长度多态性的参数进行比较。结果 24个STR基因座共观察到252个不同重复序列的等位基因。其中,12个STR基因座具有相同长度的不同等位基因核心序列,其累计随机匹配概率为3.5×10~(-15),其累计非父排除率达0.999 998 2。序列多态与长度多态STR的累计随机匹配概率相差两个数量级。结论针对调查的中国汉族人群,本文24个序列多态STR基因座具有较好的个体识别能力,该数据为法医STR基因座序列多态性研究提供很好的参考。     

外显子组测序对1例青壮年猝死的分子遗传学分析

目的以1例青壮年不明原因猝死综合征(sudden unexplained death syndrome,SUDS)案例为研究对象,采用全外显子组测序技术,在全外显子组水平寻找与SUDS相关的致病基因突变。方法对1例常规尸体解剖及病理学检验未发现明显致死性病理改变的SUDS病例样本,利用Ion Torrent PGMTM系统进行全外显子组测序。测序数据以hg19为参照序列,并通过Phylo P、Poly Phen2、SIFT等软件进行突变功能分析。最后设置三重条件过滤筛选有意义的单核苷酸变异:选取错义突变-等位基因频率1%-蛋白质功能预测。结果共发现4个罕见的可疑致病性单核苷酸变异。结合尸体解剖及病理学检验的结果,确定1个"高危害性"突变MYOM2(8_2054058_G/A)。Poly Phen2、SIFT的预测均为"有害"。结论利用二代测序技术进行全外显子组水平的基因突变检测和分析,可以为SUDS病例的死因分析提供新的方法和思路。MYOM2基因新可能是SUDS的致病基因,但其具体机制仍需进一步研究。     

应用HID Ion GeneStudioTM S5测序系统探讨毛干样本线粒体DNA异质性

目的应用HID Ion GeneStudio^TM S5测序系统对毛干样本线粒体全基因组分型结果的异质性进行探讨。方法采集8名无关个体的口腔拭子、血液及同一个体不同部位毛干样本,使用Precision ID mtDNA Whole Genome Panel对线粒体全基因组进行扩增,应用HID Ion GeneStudio^TM S5测序系统对线粒体全基因组进行分析检测。结果2名个体的颞部毛干样本线粒体DNA出现异质性,其余6名无关个体的口腔拭子、血液及不同部位毛干样本的线粒体全基因组分型结果均一致。8名无关个体共观察到119个碱基变异,个体的变异位点数目分别为29、40、38、35、13、36、40和35。结论应用HID Ion GeneStudio^TM S5测序系统可全面了解序列多态性。     

基于高通量测序进行无创产前亲子鉴定的可行性

目的初步探讨基于高通量测序进行STR分型的技术方法应用于无创产前亲子鉴定的可行性。方法选择13个STR基因座(6个常染色体STR基因座,6个Y染色体STR基因座,1个性别判定基因座),进行复合PCR扩增和高通量测序文库构建后,采用Ion PGM400高通量测序平台进行测序,并采用自主研发软件NGS-STR genotyper(perl脚本)进行STR分型,本文简称上述过程为NGS-STR分型。对13个母子配对混合样本(母亲:儿子=2%~50%)、1组家系样本进行了上述NGS-STR分型,旨在(1)了解其在混合样本中的灵敏度及分型情况;(2)了解其在无创产前亲子鉴定中的应用可能性。结果 (1)当混合样本中低组分(儿子)的比例超过8%,所有基因座均可检出低组分的STR信息;(2)对1例血浆样本进行NGS-STR分型,共计69.2%的基因座可检出胎儿的STR基因型信息,且所有检出基因座均符合孟德尔遗传规律。结论初步证明了NGS-STR分型技术具有进行无创产前亲子鉴定的可行性。     

应用PCR-RFLP调查武汉汉族人群PGM1基因型

目的PCR RFLP技术调查武汉地区汉族人群PGM 1基因型。方法应用PCR RFLP技术检测PGM 1基因型 ,调查 3 0 0例汉族无关个体。扩增PGM 1基因外显子 4和 8中的靶片段 ,并分别经过Bg1Ⅱ和NlaⅢ限制酶消化。酶切片段经聚丙烯酰胺凝胶电泳分型。结果PGM 1 RFLP技术可分出 9种基因型 ,在汉族人群 ,PGM 1 RFLP系统的个体识别能力为 0 745 0。与传统的PAGE酶型检测比较 ,本法不能区分 1+ 2 -和 1-2 +型 ,不能检测出PGM 1稀有基因 ,但克服了IEF无法分析微量、陈旧材料的缺点 ,对保存 2 5年陈旧血痕及 0 1ng模板DNA均能成功分型。 结论PGM 1 RFLP技术在法医个体识别中有实用价值     

基于microRNA表达谱初步构建PLS-DA体液识别模型

针对外周血、唾液、精液、月经血、阴道分泌物这五种法医学常见的体液样本，采用二代测序（NGS）平台检测获得microRNA(miRNA)表达谱，使用偏最小二乘判别分析（PLS-DA）建立基于这五种体液的识别模型，并探讨PLS-DA在法医体液溯源中的应用价值。经优化小分子RNA文库制备过程，采用Ion Torrent S5 XL测序系统对前述法医学五种体液样本（每种10例）进行小RNA测序，以PLS-DA构建体液识别模型，评估不同数量miRNA标记组合下预测的准确性。本研究获得法医学常见五种体液样本的miRNA表达谱，外周血与月经血中表达量前10名的miRNAs有6个重叠；唾液和阴道分泌物中表达量前10名的miRNAs有4个重叠。基于全数据集、107个和11个miRNAs构建的体液来源识别模型的准确率分别为0.95、0.94、0.89。本研究通过NGS测序分析获得了五种体液样本的miRNA组（miRNome），利用PLS-DA初步构建了体液识别模型，对于应用miRNome进行体液识别的相关研究具有参考价值。     

基于二代测序平台的90个常染色体SNP分型研究

目的基于二代测序平台进行90个常染色体SNP位点分型,调查其在中国广东汉族人群中的多态性,评估其法医学应用价值。方法采集100例中国广东汉族无关个体外周血样,采用Auto Mate Express TM提取样本DNA,使用HID-Ion Ampli Seq?Identity Panel分型体系复合扩增90个SNP位点制备文库,Ion One Touch?2进行乳化PCR,Ion PGM?平台进行测序,Torrent_Suite_v4.4.2软件及HID_SNP_Genotyper_v4.3.1插件进行数据分析,计算常用法医学参数并与该群体Goldeneye TM 20A体系的检测效能进行比较。结果经Bonferroni法校正后,90个常染色体SNP位点分布均符合Hardy-Weinberg平衡,不存在连锁不平衡现象。各位点平均杂合度(Ho)为0.423,平均个体识别力(DP)为0.560,平均多态信息含量(PIC)为0.329。90个SNP体系的累积个体识别率(CDP)为(1-1.20×10~(-33)),大于20A体系;三联体累积非父排除率(CPE_(tri))为0.999 999 911,二联体累积非父排除率(CPE_(duo))为0.999 882,均小于20A。结论 90个常染色体SNP检测体系可独立应用于法医个体识别和三联体亲子鉴定,并辅助进行二联体亲子鉴定。     

应用PCR-SSCP技术检测PGM1基因型

目的应用PCR-SSCP技术分型PGM1基因型.方法提取156份武汉地区汉族无关个体的血样DNA,分别扩增PGM1基因外显子4和外显子8的多态性靶DNA,用SSCP分析PCR产物,判断基因型.结果两种PCR产物均检出了两个等位基因、三种基因型,DP值分别为0.5620、0.4405.综合外显子4和8的PCR-SSCP结果,分出8种PGM 1基因型,DP值为0.731 8.应用本法对保存10年的陈旧血痕和精斑PGM1分型成功.结论用PCR-SSCP分型PGM1基因型在法医物证检验中具有实用价值.     

运用二代测序技术拆分混合STR分型

目的探讨二代测序技术在混合STR分型拆分中的应用。方法对一例强制猥亵妇女案中受害人颈部的拭子和血样作DNA提取,以Precision ID GlobalFiler^TM NGS STR Panel v2试剂盒制备文库,经Ion S5测序仪测序,运用Torrent_Suite_v5.2.1软件进行数据分析后,将检测基因座的序列多态STR分型与长度多态STR分型进行比较。结果在D8S1179、D21S11、D2S441、D2S1338、D10S1248五个基因座发现存在序列特异的等位基因亚型,利用这些亚型对混合STR分型进行了成功拆分。结论二代测序技术提供的等位基因序列信息可对混合STR分型的拆分起到帮助作用。     

超薄PAGIEF法检测PGMI亚型

葡糖磷酸变位酶(PGM)型是一个有重要实际意义的遗传多型性系统。自1972年Ishimoto等将聚丙烯酰胺凝胶等电点聚焦技术(PAGIEF)应用于PGMI同工酶的研究，並发现PGMI亚型以来，相继有许多学者进行了这方面的研究，他们所应用的都是凝胶厚度为1mm的薄层PAGIEF技术。     

PGM1和EAP同步等电聚焦电泳分型

采用薄层等电聚焦电泳PAGIF，结合反转显色，同时对EAP及PGM1亚型分型。结果在同一块凝胶板以两个表面分别显现出清晰的同工酶谱带，结果互不干扰。EAP检出AA、BB、BA三种表型PGM1检出十种亚型。PAGIF结合双面反转显色可同时对EAP及PGM1亚型分型，累积个体识别率为0．87，可应用于亲子生定。     

二代测序技术在法医学中的应用进展

近几年二代测序(second generation sequencing,SGS)技术的快速发展,使其在通量增大、读长增加的同时测序成本大幅降低,给生物学领域带来了新的突破,也使法医遗传学进入了一个新的发展阶段。本文从测序技术在法医遗传学的应用历程展开,回顾了测序技术对法医学遗传标记检测的重要性。以已有相关法医学研究应用的Roche、Illumina和Life Technologies三大测序技术公司推出的二代测序技术平台为例,探讨其在法医遗传学中的应用现状及潜能。目前可依赖这些平台完成DNA水平遗传标记(SNP、STR)、RNA水平遗传标记(m RNA、micro RNA)及线粒体DNA全基因组的测序。然而,技术产品的推出及验证、分析软件的成熟化、与现有数据库的对接、大数据使用中的伦理问题等都是决定该技术能否替代(或补充)成熟PCR毛细管电泳技术以及普遍应用于案件检测的关键。