超详细lncRNA的提取方法——总RNA的提取
lncRNA属于RNA中的一种,要提取lncRNA,则需先将细胞内的总RNA提取出,再利用RT-qPCR对所想要了解的lncRNA进行针对性的定量分析。
与提取细胞内DNA不同的是,由于RNA极易被RNA酶(Ribonuclease, RNase)降解,所以在提取过程中需要格外注意。导致RNA容易降解的原因主要有三个:其一为RNA本身的结构所决定的,与DNA不同,RNA为单链结构,这决定其具有内在不稳定性;其二为RNase结构稳定、且活性强;其三为RNase作为人体进化而来参与形成防御机制的防御物质,不仅分布于体内,也分布于人体体表以及分泌的唾液、汗液以及泪液等中,以防止外源性的RNA进入细胞内后,翻译出蛋白质,给细胞带来致命性的损伤。
为最大程度地降低RNase对RNA的降解,那么我们在实验中的每一个步骤都应时时刻刻想到RNase,并找出去除RNase和(或)抑制其活性的解决方法,总的来说,包括以下几个方面:
① 温度对酶活性的影响:我们都知道,在未达到最适温度之前的一定范围内,酶的活性是随温度的升高而逐渐增强的,而RNase作为机体的一种重要酶成分,其最适温度必定在体温附近,因而在实验动物体温以下的温度范围内,尽量控制低温,可最大程度抑制酶的活性,从而减少RNase对RNA的降解,控制低温的具体方式包括预冷所有所需的常温保存的试剂、避免手直接接触反应混合液所在管壁(体温具有一定影响)等;

② 源于实验者RNase的防护:正如上述提到的,人体分泌的唾液、汗液等均含有RNase,也就是说,在没有较好的防护措施的条件下,即使是说句话、打个喷嚏或者是手碰到器皿,甚至仅是开盖一段时间(空气中也早已布满了RNase),均有可能将RNase引入反应液中,从而干扰实验结果,因此,在实验过程中,我们必须戴口罩以及手套,当然手最好不要直接触碰实验器材,而最好是养成用干净的镊子钳夹的习惯,并且在不需要加反应试剂等操作时,将EP管闭盖放置;
③ 实验器材:实验所用器材,均必须为干净无RNase或者是使用DEPC水(0.1%
焦磷酸二乙酯(diethypyrocarbonate,DEPC)处理过的超纯水,无各种离子及有机物,并可裂解破坏RNase等)理过的;
④ 物理因素:由于RNA结构的不稳定性,因此,震荡混匀时必须轻柔,以减轻物理剪切力,此外,应尽量避免反复冻融、辐射以及高温(与前者温度对酶活性的影响不同的是,此处是指高温可不借助RNase直接使RNA变性破坏裂解)等;
下面以TRIzol法提取小鼠心脏心肌细胞RNA为例,对此进行详细说明:
① 实验所需的离心管(Eppendorf tube, EP管) 、枪头、镊子、剪刀等提前一天用DEPC水浸泡,并于第二天烘干后使用,异丙醇、氯仿、75%乙醇以及无水乙醇等实验所需常温保存试剂均需提前数小时预冷(以下实验中所提及的室温静置时间、试剂量等均可据所用试剂规格以及不同的实验室条件等进行调整);
② 无菌手术取小鼠的心脏后,加入DEPC水清洗干净,此时可立即取部分心肌开始RNA的提取实验(注意用无RNase镊子夹入另一无RNase的EP管中),也可先将心肌-80℃下冻存,需要时取用;
③ 用无RNase的枪头,每50-100mg心肌组织中立即1mL TRIzol(冰箱4℃保存,无需预冷);
④ 室温静置15min;
⑤ 每1ml TRIzol中加入200μl预冷的氯仿,轻柔混匀;
·氯仿的作用
氯仿一方面可使蛋白质变性,使其沉淀(蛋白质变性后,结构松散,疏水键暴露,水溶性变差),其中包括RNase,RNase变性后,也可减少RNA的降解;另一方面氯仿作为有机溶剂,可益于苯酚、油脂等有机物杂质的抽提去除。
⑥ 室温静置10min;
⑦ 4℃、12000转/分(revolutions per minute, rpm)离心15min;


⑧ 取上清至新的EP管(吸取上清时须小心,避免吸到含有RNA的上清水相层以及下层紫红色有机层之间薄薄的白色DNA沉淀层,甚至是有机层,最终使Nanodrop 测定RNA纯度时,0D260/OD280的比值偏低,吸取到DNA沉淀使该值轻微下降,吸取到有机物时该值大幅下降。在多组进行对照实验时,可不必将上清吸取得足够干净,而是每个样本均吸取等量的上清,例如每个样本均吸取400mL的上清,也可达到控制变量以及对照的目的,这样可减少吸取到RNA以外杂质的目的),加入等体积预冷异丙醇混匀;
·DNA也是溶于水的,为什么DNA不会和RNA一起进入水相呢?
RNA的溶解度随盐浓度的变化不大,而DNA的溶解度随盐浓度的变化较大,在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小,而TRIzol中恰含有0.14mol/L的NaCl,且DNA也不溶于有机溶剂中,最终使DNA从水相和有机相中同时析出、在中间形成一层薄薄的白色DNA沉淀层,而RNA仍保留于水相中。
⑨ 室温静置10min;
⑩ 4℃、12000rpm离心15min;
⑪ 弃上清(上清一定要尽量去除干净,减少异丙醇等有机杂质的残留,后续“弃上清”步骤同,其中75%乙醇还可同时去除NaCl等无机杂质。这主要是因为高浓度乙醇是易挥发的,但其它杂质难挥发,若不倾倒干净,则很可能残留于RNA沉淀中,导致Nanodrop 测定RNA纯度时,0D260/OD230的比值偏低,但切不可用力过度,导致RNA沉淀甩出,前功尽弃),加1ml预冷75%乙醇,轻柔上下颠倒使沉淀悬浮;
⑫ 4℃、12000rpm离心5min;
⑬ 弃上清,加1ml预冷无水乙醇,轻柔上下颠倒使沉淀悬浮;
⑭ 4℃、12000rpm离心5min;
⑮ 弃上清,在室温下,开盖倒扣于干净纸巾上晾干至半透明状,加入适量DEPC水溶解;
⑯ -80℃下长期保存(数年);逆转录为cDNA后可于-20℃下暂时保存(数月),也可-80℃下长期保存(数年)。保存时间依提取纯度不同而不同,较纯净、含RNase少的RNA密封下即使在室温下也可保存一周左右,4℃保存一个月左右,但切忌反复冻融、开盖,以免使RNA变性、污染。
提取出总RNA后,后续再根据需要,设计对应引物,利用RT-qPCR方法扩增出所需研究的lncRNA即可。