STALARD 预扩增:让常规 RT-qPCR 看清低丰度转录本异构体

STALARD 预扩增:让常规 RT-qPCR 看清低丰度转录本异构体

Protocol to improve isoform-level quantification of low-abundance transcripts via STALARD pre-amplification

 

- 作者:D. Jeong, C. Park, I. Lee(首尔国立大学生命科学学院·植物发育遗传学实验室 / Research Center for Plant Plasticity)

- 期刊:STAR Protocols(Cell Press)|发表日期:2026-08-25

- DOI:10.1016/j.xpro.2026.104792|PMC:PMC13543897

- 方法来源论文:Jeong et al.(STALARD 原始方法学文章,本篇为其标准化实验方案;STALARD 已提交专利申请)


一句话总结

STALARD(Selective Target Amplification for Low-abundance RNA Detection,低丰度 RNA 检测选择性目标扩增)是一条只需常规 PCR 仪和 qPCR 仪的靶向预扩增路线:用一条"基因特异性序列 + oligo(dT)"的融合引物做逆转录,再用单条引物做 ≤12 循环的选择性预扩增,把 Cq 值整体压低约 10–12 个循环,让常规 RT-qPCR 从此能够可靠定量 Cq>30 的低丰度转录本及其可变剪接异构体;还可选配纳米孔扩增子测序 + UMI 做单分子水平计数。

亮点

  • 用单引物预扩增代替异构体特异性引物对,最大限度保留原始相对丰度,减少差异扩增偏倚;
  • 不需要 digital PCR 等特殊平台,普通实验室即可复现;
  • 双读出方案:核心是异构体特异性 RT-qPCR 相对定量,可选纳米孔 UMI 测序做分子计数;
  • 以拟南芥为验证体系:低丰度转录本 VIN3 与 FLM、MAF2、EIN4、ATX2、COOLAIR 可变剪接转录本均为示范靶标。

开始之前(Before you begin)

本方案面向有 qPCR 经验的分子生物学研究者,适用于任何已知 5′ 端序列的多聚腺苷酸化(poly(A))转录本。整个流程 = 选择性单引物目标预扩增 → 二选一读出:①异构体特异性 RT-qPCR 相对定量(核心);②可选纳米孔扩增子测序(UMI 分子计数)。多数场景用 RT-qPCR 读出即可。

创新点

STALARD 在保持相对异构体丰度的前提下,将 Cq 值降低约 10–12 个循环。核心设计是单引物扩增:从靶标异构体共享的 5′ 端序列中选一段基因特异性引物(GSP),并把它接到 oligo(dT) 上组成融合引物 GSoligo(dT)。逆转录产生的第一条链 cDNA,5′ 端带上引物来源的 GSP 序列、3′ 端带上靶标来源的互补序列(cGSP)——两端都是 GSP/其互补序列,后续即可用同一条 GSP 引物扩增所有共享该 5′ 序列的异构体。用共同 GSP 而非异构体特异性引物对,可最小化差异扩增偏倚;异构体分辨率则留到读出步骤(qPCR 特异性引物或纳米孔 UMI 计数)实现。

引物设计原则

引物设计直接决定 STALARD 成败。GSoligo(dT) 引物携带与转录本 5′ 端序列一致的 GSP:

  1. 从转录本注释的 5′ 区选 20–25 bp(U 替换为 T);
  1. 解链温度 Tm 60–62°C,GC 含量 40%–60%;
  1. 避免二级结构、发夹和引物二聚体;
  1. 另外为各异构体单独设计 qPCR 检测引物对(与 GSP 不同),用 Primer3 或 Primer-BLAST 设计,扩增子 70–150 bp。

验证实验所用具体引物序列见 Jeong et al. 补充信息(本篇关键资源表中亦列出 VIN3、FLM、ATX2 的代表性序列)。

可选:UMI 掺入(面向纳米孔定量比较)

若需用纳米孔测序做分子级计数,可在 GSoligo(dT) 引物的 GSP 与 oligo(dT) 之间插入 10–12 个随机碱基的 UMI:5′-GSP-N10-12-dT24VN-3′。UMI 在逆转录时掺入每个 cDNA 分子并在后续扩增中保留,下游生信分析时可用于合并 PCR 重复序列。加入 UMI 不影响 qPCR 结果。

关键资源表

试剂

试剂 厂商 货号
NucleoZOL Macherey-Nagel MN740404
SeqAmp DNA polymerase Takara 638504
AMPure XP beads Beckman Coulter A63881
EvaGreen qPCR Master Mix Biofact DQ376-40h
NEB Blunt/TA Ligase Master Mix New England Biolabs M0367
HiScript IV 1st Strand cDNA Synthesis Kit(含 gDNA wiper) Vazyme R412-01
Native Barcoding Kit 24 V14 Oxford Nanopore SQK-NBD114.24
NEBNext Ultra II End Repair/dA-Tailing Module New England Biolabs E7546
NEBNext Quick Ligation Module New England Biolabs E6056
Qubit dsDNA HS Assay Kit Thermo Fisher Scientific Q32851

寡核苷酸(均为用户自定义合成)

靶标 引物 序列
UBC21(内参) qPCR Forward CTGCGACTCAGGGAATCTTCTAA
UBC21 qPCR Reverse TTGTGCCATTGAATTGAACCC
VIN3 GSP CTTCTGAATCTTGTGTCTCGTCCTC
VIN3 GSoligo(dT)24VN CTTCTGAATCTTGTGTCTCGTCCTC + TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT + VN
VIN3 qPCR Forward GTTTCAGGACAAGGTGACAAG
VIN3 qPCR Reverse GTAGAAGAAGACGGCTCCTCG
FLM GSP GTCACTTTCTCCAAACGACGCAATGG
FLM GSoligo(dT)24VN GTCACTTTCTCCAAACGACGCAATG + TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT + VN
FLM(共同) qPCR Forward TCCGGAAAACTCTATGACTCTTC
FLM-β qPCR Reverse TCTGAATTTTTTCTTCAAGATCTAAGGC
FLM-δ qPCR Reverse TCTGAATTTTTTCTTCAAGATCGAGTT
ATX2 GSP AGCGTTTACTCCGTTTCCTCTTCCTG
ATX2 GSoligo(dT)24VN AGCGTTTACTCCGTTTCCTCTTCC + TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT + VN
ATX2.1 qPCR Forward ACAAGAGGCACATTACAATCTTTGA
ATX2.1 qPCR Reverse CCATCGTGTATAAAGAACCTGATCAA
ATX2.3 qPCR Forward AGAGTTTGTTCTTTGCAGCTACTA
ATX2.3 qPCR Reverse AGTCATCTTCTTCAATGGAGATAAG

仪器与耗材

仪器/耗材 厂商 货号
Mastercycler nexus X2 梯度 PCR 仪 Eppendorf 6337000019
CFX96 Touch 实时荧光定量 PCR 系统 Bio-Rad 185-5195
Flow Cell(R10.4.1) Oxford Nanopore FLO-MIN114
MinION 测序仪(Mk1B) Oxford Nanopore MIN-101B
TissueLyser II(或等效珠磨匀浆器) Qiagen 85300
MagListo 磁力架 Bioneer TM-1011
Mylab Inteli-mixer SLRM-2M SeouLin Bioscience SLRM-N
Vortex-Genie 2 涡旋振荡器 Scientific Industries SI-0236
冷冻微型离心机 Eppendorf 5425R
Qubit 4 荧光计 Thermo Fisher Scientific Q33238
通风橱 本单位设施 N/A
3 mm 直径不锈钢珠 通用 N/A
DNA LoBind 低吸附管(无核酸酶) Eppendorf 0030108051
DEPC 处理水(无核酸酶) 自制 N/A
8 连管(高压灭菌) Taeshin Bioscience BL-0210
SEXCELL AG 1250 μL 吸头(无核酸酶) LPS Solution STAG-1250-RTS
SEXCELL AG 200 μL 吸头(无核酸酶) LPS Solution STAG-200-RTS

材料与设备(含配方)

关键试剂与仪器见上表。聚合酶选择说明:本方案使用 SeqAmp DNA 聚合酶(Takara,与 Jeong et al. 一致);其他低偏倚高保真聚合酶(如 RepliQa HiFi ToughMix,Quantabio,95200)可以替代,尤其计划做纳米孔长程 PCR 测序时更为有利。更换聚合酶后须先通过熔解曲线验证循环依赖的特异性再常规使用。

母液配方

RT 母液(Step 24)——现用现配,冰上(0–4°C)保存并在 1 h 内用完,勿储存:

组分 体积 储液浓度 终浓度
HiScript IV RT SuperMix 5 μL 4× 1×
GSoligo(dT) 1 μL 50 μM 2.5 μM
无核酸酶水 4 μL – –
合计 10 μL    

预扩增母液(Step 30)——现用现配,冰上 1 h 内用完:

组分 体积 储液浓度 终浓度
SeqAmp PCR 缓冲液 25 μL 2× 1×
SeqAmp DNA 聚合酶 1 μL 62.5 U 1.25 U
GSP 1 μL 10 μM 0.2 μM
无核酸酶水 3 μL – –
合计 30 μL    

qPCR 引物稀释液(Step 47)——4°C 保存不超过 1 周:

组分 体积 储液浓度 终浓度
正向引物 5 μL 100 μM 5 μM
反向引物 5 μL 100 μM 5 μM
无核酸酶水 90 μL – –
合计 100 μL    

末端修复母液(Step 53,纳米孔可选)——现用现配,冰上 1 h 内用完:

组分 体积 储液浓度 终浓度
Ultra II End-prep 反应缓冲液 1.75 μL 8.57× 1×
Ultra II End-prep 酶混合液 0.75 μL 20× 1×

接头连接母液(Step 85,纳米孔可选)——现用现配,冰上 1 h 内用完:

组分 体积 储液浓度 终浓度
Native Adapter 5 μL 10× 1×
NEBNext Quick Ligation 反应缓冲液 10 μL 5× 1×
Quick T4 DNA 连接酶 5 μL 10× 1×

分步方案

一、组织总 RNA 提取(Timing:1.5 h)

从拟南芥幼苗提取完整总 RNA,供基因特异性逆转录使用。

  1. 取约 100 mg 拟南芥幼苗装入 2 mL 管,加 3 颗 3 mm 不锈钢珠,液氮速冻。
  1. TissueLyser II 25 Hz 研磨,累计 1 min(磨 10 s / 冻 10 s,重复 6 次)。
  1. 加入 1 mL NucleoZOL,涡旋剧烈混匀。
    • ⚠️ CRITICAL:NucleoZOL 含苯酚和胍盐。操作它以及后续的异丙醇、乙醇须在认证通风橱内并佩戴合适防护装备,废物按单位规范处置。
    • Note:任何能获得完整总 RNA 的提取方法(TRIzol、硅胶柱试剂盒等)均可兼容;上述 NucleoZOL 流程是 Jeong et al. 所用方法。
  1. 22°C 孵育 10 min。
  1. 12,000 × g、22°C 离心 10 min。
  1. 上清全部转移至新 2 mL 管。
  1. 加 400 μL 无核酸酶水,剧烈振荡 15 s,孵育 15 min。
  1. 12,000 × g、22°C 离心 15 min。
  1. 取 1 mL 上清至新管。
  1. 加 1 mL 异丙醇,颠倒混匀。
  1. 22°C 孵育 10 min。
  1. 12,000 × g、22°C 离心 10 min。
  1. 用移液器弃全部上清,加 1 mL 75% 乙醇。
  1. 8,000 × g 离心 5 min。
  1. 弃全部上清,短甩收集管底残液。
  1. 吸净残余上清后,直接加入 200 μL 无核酸酶水,无需单独晾干。
  2. ⚠️ CRITICAL:不要晾干沉淀。残余乙醇靠彻底吸净上清去除;省去晾干可避免过度干燥导致 RNA 难以复溶。
  3. Note:进行下一步前先用分光光度计评估 RNA 质量(建议 A260/280 ≈ 2.0、A260/230 > 1.8)。完整性可用琼脂糖凝胶上完整 rRNA 条带判断,有条件也可用 RIN(Bioanalyzer/TapeStation)。降解或污染的 RNA 会降低逆转录效率和定量可靠性。
  4. Note:本方案验证使用 1 μg 总 RNA 入量;其他入量需独立优化。纯化 RNA −80°C 保存,避免反复冻融。

二、GSoligo(dT) 逆转录:给靶标 cDNA 加上 GSP 接头(Timing:20 min)

用基因特异性 oligo(dT) 融合引物 GSoligo(dT) 逆转录,使每条 cDNA 首链两端都带上单引物预扩增所需的基因特异性序列。

  1. 取 1 μg 总 RNA 至新 200 μL PCR 管。
  1. 加无核酸酶水补至终体积 8 μL。
  1. 65°C 孵育 5 min,变性 RNA 二级结构。
  1. 立即置冰上冷却 5 min。
  1. 短甩。
  1. 加 2 μL gDNA wiper(HiScript IV 试剂盒组分),轻柔混匀。
  1. 42°C 孵育 2 min。
  1. 按样品数 N+1 现配 RT 母液,置冰上。
  1. 短甩。
  1. 加 10 μL 母液,轻柔混匀。
  1. 50°C 孵育 5 min 进行逆转录。
  1. 接着 85°C 处理 10 s 灭活逆转录酶。
  1. 产物无需纯化,直接进行下一步。
  2. Note:逆转录各孵育(Steps 19–28)不盖热盖——步骤都很短,且 65°C 变性后立即冰浴。
  3. Pause point:cDNA 可立即使用,或 −20°C 保存 ≤1 周再做预扩增;更久则 −80°C。

三、选择性目标预扩增(Timing:1.5 h)

用单条 GSP 引物做限循环预扩增,富集低丰度靶标异构体并保持相对丰度。

  • Note:预扩增循环数不得超过 12。验证数据集中超过 12 循环后 UBC21 的 Cq 开始下降并出现额外熔解峰信号(非特异扩增特征);因此选定 12 循环以保持相对丰度(见预期结果与 Troubleshooting 问题 3)。
  1. 按样品数 N+1 现配预扩增母液,置冰上。
  2. ⚠️ CRITICAL:批量配制母液以保证各样品间 PCR 反应一致。
  1. 取 30 μL 母液加入样品。
  1. 按下列程序运行 PCR:
程序段 温度 时间 循环数
初始变性 95°C 1 min 1
变性 98°C 10 s ≤12
退火 62°C 30 s (同上)
延伸 68°C 1 min/kb (同上)
终延伸 72°C 10 min 1
保持 4°C ∞ –
  1. 短甩 PCR 产物,转移至新 1.5 mL 管。
  1. 向 50 μL PCR 产物中加入 50 μL 无核酸酶水和 70 μL AMPure XP 磁珠。
  2. Note(适用于下文所有磁珠纯化步骤):磁珠使用前 22°C 平衡 30 min 并充分涡旋重悬;80% 乙醇当日新鲜配制;洗脱前勿过度干燥磁珠。
  1. 脉冲涡旋 2–3 次混匀样品与磁珠。
  1. 22°C、15 rpm 端对端旋转混合 10 min。
  1. 短甩 5 s。
  1. 磁力架上静置 5 min 使磁珠沉降。
  1. 弃全部液体,用 300 μL 新配 80% 乙醇洗磁珠。
  1. 重复上一步洗涤一次。
  1. 短甩。
  1. 磁力架沉降磁珠,吸净残余乙醇。
  1. 加 300 μL 无核酸酶水,涡旋剧烈混匀。
  2. 可选:若做纳米孔测序,改用 10 μL 无核酸酶水洗脱。
  1. 22°C、15 rpm 旋转 10 min。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 液体转移至新 1.5 mL 管。

四、qPCR 下游定量(Timing:1.5 h)

用异构体特异性引物和已验证内参基因,对预扩增产物做相对定量。

  1. 每套引物按 1:20 稀释。
  2. Note:常规使用前建议用混合 cDNA 梯度稀释做标准曲线,确认扩增效率 90%–110%、特异性(单一熔解峰)、灵敏度与线性(R² > 0.98)。
  1. 96 孔 qPCR 板中每孔加 8 μL 样品、2 μL 引物混合液、10 μL qPCR 母液;每个样品做 3 个技术重复。
  2. Note:每个 RNA 样品都要带一个 no-RT(−RT)对照走完 STALARD 预扩增与 qPCR 全程,验证无基因组 DNA 污染;每块板都要有 NTC 无模板对照,监控污染与引物二聚体。
  1. 剧烈混匀板子并短甩。
  1. 在 Bio-Rad CFX96 上运行含熔解曲线的程序:
程序段 温度 时间 循环数
初始变性 95°C 2 min 1
变性 95°C 20 s 40
退火 60°C 20 s (同上)
延伸 72°C 20 s (同上)
熔解-变性 95°C 10 s 1
熔解-梯度升温 60→95°C(0.5°C 步进) 5 s 1
保持 4°C ∞ –
  1. 用已验证内参基因做 2^−ΔΔCq 相对定量分析。本方案使用 UBC21;用户须在自己的实验条件下验证内参基因稳定性。
  2. ⚠️ CRITICAL:逐孔检查熔解曲线。单一尖锐峰对应单一主要扩增子;额外峰或宽的低温度峰提示非特异扩增或引物二聚体,会干扰 Cq。此时须重新优化退火温度或重新设计引物后再定量(见 Troubleshooting 问题 4)。

五(可选)、纳米孔测序文库构建(Timing:3 h)

用预扩增(STALARD)产物构建带条形码的扩增子文库,做分子级异构体定量。

制备 cDNA

  1. 取 130 ng cDNA,用无核酸酶水补至 12.5 μL。
  2. Note:STALARD 产物为双链,用 Qubit dsDNA 试剂定量。Oxford Nanopore 建议末端修复/条形码试剂盒每样品约 200 fmol 扩增子;对约 1 kb 扩增子,130 ng ≈ 200 fmol。STALARD 扩增子长度可变,需要严格摩尔归一化时应按代表性片段长度换算所需质量。本研究使用 130 ng。
  3. 可选:建议用 Qubit dsDNA 试剂盒核实 cDNA 浓度。

末端修复(End prep)

  1. 按样品数 N+1 现配末端修复母液,置冰上。
  1. 吹打混匀并短甩。
  1. 20°C 5 min,随后 65°C 5 min。
  1. 转移至新 1.5 mL 管。
  1. 加 15 μL 重悬好的 AMPure XP 磁珠,弹管混匀。
  1. 22°C、15 rpm 旋转 5 min。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 弃液体,200 μL 80% 乙醇洗磁珠。
  1. 重复洗涤一次。
  1. 短甩。
  1. 磁力架沉降,吸净残余乙醇。
  1. 加 10 μL 无核酸酶水,涡旋剧烈混匀。
  1. 22°C、15 rpm 旋转 10 min。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 转移至新 1.5 mL 管。

条形码连接

  1. 取 7.5 μL 样品至新 200 μL PCR 管。
  1. 加 2.5 μL native barcode。
  1. 加 10 μL Blunt/TA Master Mix,吹打混匀。
  1. 22°C 孵育 20 min。
  1. 加 4 μL 0.5 M EDTA 终止。
  1. 全部样品汇入同一 1.5 mL 管。
  1. 加 0.7× 体积 AMPure XP 磁珠,弹管混匀。
  1. 22°C、15 rpm 旋转 10 min。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 弃液体,700 μL 80% 乙醇洗磁珠。
  1. 重复洗涤一次。
  1. 短甩。
  1. 磁力架沉降,吸净残余乙醇。
  1. 加 35 μL 无核酸酶水,涡旋剧烈混匀。
  1. 37°C 孵育 10 min(每 2 min 轻弹混匀一次)。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 转移至新 1.5 mL 管。

接头连接

  1. 按样品数 N+1 现配接头连接母液,置冰上。
  1. 取 30 μL 汇总后的条形码样品至新 200 μL PCR 管。
  1. 加 20 μL 母液,吹打混匀。
  1. 22°C 孵育 20 min。
  1. 加 20 μL AMPure XP 磁珠,弹管混匀。
  1. 22°C、15 rpm 旋转 10 min。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 弃液体,125 μL Short Fragment Buffer 洗磁珠。
  1. 重复洗涤一次。
  1. 短甩。
  1. 磁力架沉降,吸净残余 Short Fragment Buffer。
  1. 加 15 μL 洗脱缓冲液,涡旋剧烈混匀。
  1. 37°C 孵育 10 min(每 2 min 轻弹混匀)。
  1. 短甩后磁力架沉降 5 min。
  1. 转移至新 1.5 mL 管。
  1. 按厂商说明上机测序。
  2. Note:上机前用 Qubit dsDNA 定量最终条形码文库,并尽可能用 TapeStation/Bioanalyzer 或凝胶确认片段大小分布符合预期;按推荐质量上样到 flow cell。

预期结果

STALARD 预扩增应使低丰度转录本 Cq 值显著下降。例如常规 RT-qPCR 中 Cq≈31.55 的非春化 VIN3,经 1 μg RNA 入量、12 循环 STALARD 预扩增后降至 Cq 20.58——10–12 个循环的改善使靶标进入可靠定量区间。高丰度内参 UBC21 在 ≤12 循环内保持稳定,证实富集对低丰度转录本具有选择性;UBC21 熔解峰分析在 ≤12 循环内始终为单一尖锐峰,确认推荐循环范围内不产生非特异副产物。

在环境响应的异构体层面:冷处理后 FLM-β 上调、FLM-δ 下调,常规 RT-qPCR 与 STALARD-qPCR 均能一致检出;而 ATX2 的异构体变化(冷处理后 ATX2.1 升高、ATX2.3 降低)因丰度过低无法用常规 RT-qPCR 可靠定量,STALARD-qPCR 则忠实再现(图 1B)。这证明 STALARD 能准确定量处于或接近定量下限(LLOQ)的异构体——LLOQ 指在满足准确度与精密度标准下可被可靠定量的最低输入浓度,从而检出常规 RT-qPCR 常常无法分辨的生物学差异。

局限性

  1. 需要已知 5′ 端序列:引物设计依赖靶标 5′ 端注释序列;起源于其他转录起始位点或 5′ 端截短的异构体因缺乏所需序列而无法检出。
  1. 仅限 poly(A) RNA:oligo(dT) 引入策略不适用非多聚腺苷酸化转录本(包括许多非编码 RNA)。
  1. 循环数上限 12:过度扩增会引入非特异产物并扭曲异构体比例,必须严格控制循环数。
  1. 强依赖引物设计质量:设计不佳的引物可能无法富集低丰度靶标或引入扩增偏倚。
  1. 依赖 RNA 质量:定量依赖逆转录,降解或含抑制剂的 RNA 会降低 RT 效率、损害定量准确性,对最低丰度靶标影响尤甚;建议开始前先评估 RNA 完整性与纯度(见 Step 16)。
  1. 靶向方法,非转录组全景:STALARD 旨在补充 RNA-seq 等全景方法,对选定异构体做灵敏准确定量,不能替代后者。

可选扩展(超出本方案范围):当样品间逆转录与预扩增效率预期差异较大(如 RNA 完整性差异明显或抑制剂较多)时,可在逆转录前加入外源 RNA spike-in 作为 RT–预扩增联合效率内控(单独的看家基因无法覆盖这一环节)。为走通与内源靶标相同的流程,spike-in 应共享 5′ GSP 序列并携带 poly(A) 尾(如 5′-GSP–非同源 Unique 序列–A50-3′),内部序列用专用引物对定量。每样品加入固定量、以其回收信号归一化靶标测量。实施需独立优化与验证:(i) 滴定 spike-in 用量使其落在靶标可定量区间;(ii) 确认引物对 Unique 序列的特异性;(iii) 验证不与内源靶标竞争。这些参数因实验体系而异,本方案不展开。

另外,STALARD 产物虽兼容纳米孔扩增子测序,但基于纳米孔读数的严格样品间定量比较还取决于 STALARD 之外的因素(文库制备效率、测序深度、条形码平衡等),本方案未做基准测试,用户应结合自身实验场景验证定量行为。

Troubleshooting

问题 1:靶标转录本无扩增(对应 Steps 30–46)

可能原因:RNA 降解或 GSP 设计错误。

解决方案:

  • 逆转录前用凝胶电泳或 Bioanalyzer 核实 RNA 完整性,检查纯度(A260/280 ≈ 2.0、A260/230 > 1.8);
  • 按"5′ 端 20–25 bp、Tm 60–62°C、避免二级结构"重新设计 GSP。

问题 2:非特异扩增或引物二聚体(对应 Steps 30–46)

可能原因:PCR 循环数过多(>12)或引物有发夹/二聚体倾向。

解决方案:

  • 循环数降至 ≤12;
  • 退火温度略升至 62–64°C;
  • 用 Primer3 等软件复核引物设计。

问题 3:预扩增后内参基因 Cq 反而下降(对应 Steps 30–51)

可能原因:过度扩增导致高丰度转录本也被富集。

解决方案:

  • STALARD 循环数限制在 ≤12;
  • 始终包含高丰度对照(如 UBC21)确认选择性完好。

问题 4:STALARD 预扩增后 qPCR 熔解曲线出现额外峰(对应 Steps 47–51)

可能原因:循环数超过 12 或引物设计允许二级结合时产生非特异产物/引物二聚体。

解决方案:

  • 预扩增循环数限制在 ≤12;
  • 优化退火温度(62–64°C);
  • 合成前先用软件确认引物特异性,实验上以单一熔解峰(或凝胶上扩增子大小)验证;
  • 若 NTC 也出现额外峰,优化或重设计 qPCR 引物;若仅出现在 STALARD 预扩增之后,凝胶检查预扩增产物、降低预扩增循环数,并重新审视 GSP 与退火条件。

问题 5:定量线性差或样品间倍数变化不一致(对应 Steps 47–51)

可能原因:在线性范围外(接近 LLOQ)操作,或引物性能欠佳导致 2^−ΔΔCq 估计偏差。

解决方案:

  • 在混合 cDNA 稀释系列上验证每个 assay:确认效率 90%–110%、线性 R² > 0.98,并按预设准确度与精密度标准确定该 assay 的 LLOQ;
  • 输入保持在已验证线性范围内,使用技术重复。

资源与联系

  • Lead contact:Ilha Lee(ilhalee@snu.ac.kr)
  • Technical contact:Daesong Jeong(tiger817@snu.ac.kr)
  • 材料可用性:本研究未产生新的独特试剂;全部引物为用户自定义合成(代表序列见关键资源表)。
  • 数据与代码:图 1 数据与 Jeong et al. 同源实验一致,已在原文完整公开;本研究未生成或分析新代码。
  • 利益声明:D.J. 与 I.L. 是首尔国立大学 R&DB 基金会提交的 STALARD 方法相关专利申请的发明人。
  • 资助:韩国国家研究基金会(NRF)RS-2021-NR060084 与 RS-2025-00520643。
本文为 STAR Protocols 论文的中文编译,仅供科研学习交流,实验操作请以原文为准并遵守本单位生物安全与伦理规范。原文:Jeong, Park & Lee, STAR Protocols (2026), DOI: 10.1016/j.xpro.2026.104792。

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