甲基化特异性PCR全程易出现的问题与控制措施

亚硫酸氢钠修饰DNA的目的是将DNA序列中未甲基化的胞嘧啶完全转化为尿嘧啶，而甲基化的5-甲基胞嘧啶保持不变。影响此过程的主要因素有修饰试剂的浓度、反应温度、反应环境的pH值及反应时间。其中任何一个环节出现问题都将导致MSP扩增失败，体会如下：

(1)亚硫酸氢钠的浓度最好控制在3.0～3.9 mol/L为好，其pH值必须用NaOH精确调整至5.0；

(2)修饰时间应掌握在10～16 h，修饰时间过长会导致甲基化胞嘧啶也会转化成尿嘧啶且DNA模板破坏加剧，而时间过短会导致修饰不彻底；

(3)反应温度应控制在50～55℃(若用国产恒温水浴箱建议温度设定在53℃为好)；

(4)DNA模板量应控制在<2 ug为宜。

只要遵循以上几点基本上能保证99%未甲基化的胞嘧啶转化尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。但是，此修饰过程中模板DNA有约96%已经降解 。当DNA样品较少时(如石蜡包埋组织、血清DNA)，在纯化回收时可加人适量鲑鱼精DNA或糖原(约1 g)作为载体，有利于DNA沉淀(加入载体后轻轻晃动Eppendof管可见絮状DNA富集现象) 。

1. 引物因素分析MSP的引物设计的质量是扩增成败的关键性因素。

MSP的引物设计与普通的PCR引物设计不同，MSP的引物设计原理是：模板DNA在经过亚硫酸盐处理后，发生甲基化的基因启动子区域CpG岛内CpG位点5-端胞嘧啶保持不变；而未发生甲基化的CpG岛内CpG位点5 -端胞嘧啶转化为尿嘧啶，即C-U。针对修饰前后的序列差异用MethPrimer软件设计甲基化与未甲基引物，进行PCR扩增。MSP的引物序列中至少含有1个以上CpG位点，最好是含有多个CpG位点，这样可保证引物的特异性，同时可以提高DNA启动子甲基化碱基的检出率。MSP的引物必须按亚硫酸氢钠处理后的DNA序列设计，同时也应该尽可能与普通PCR的引物设计原则相符合。按MSP的要求，任意DNA序列在做MSP扩增时，至少要合成2对引物，即甲基化引物与未甲基化引物。在MSP的未甲基化引物序列中前导引物不含鸟嘌呤碱基，反向引物不含胞嘧啶碱基。初涉及MSP者最好用文献引物进行研究。如果是为了筛选新的甲基化的抑癌基因而文献中无法找到的相应MSP引物，可用在线MethPrimer软件在线设计引物。根据软件提示可以找到所需要的MSP引物。但MSP所遇到的困难是，要扩增的是启动子或部分第一外显子序列，其CG含量相对较高，MSP扩增难度加大，因此设计好的引物最好用引物软件如Primer 5.0从理论上推测其扩增效率，对于扩增效率<30% 的引物要进行优化，方法是：在核心启动子区域前后反复调整甲基化前导引物扩增起始点，以期使引物扩增效率增高，降低扩增难度，从而提高PCR产量。

3. MSP的反应温度分析MSP扩增的结果有3种情况：

(1)产物电泳为阴性；

(2)产物电泳出现多条非特异性条带(含目的基因条带)；

(3)产物电泳为阳性(仅目的基因条带)。出现前2种情况时，可在保证反应体系和引物没有问题的情况下，通过调整MSP的反应温度而得到目的基因带。

方法如下：PCR反应中，Tm的高低与CG含量呈正相关。因甲基化与未甲基化引物序列差异，在扩增过程中可能会出现PCR偏性。我们建议，提高预变性温度(一般应>95℃，10 rain)和变性温度(>95℃，1 min)，退火温度以60℃作梯度或70℃作降落PCR。

总之，在MSP全过程中，影响结果的因素较普通PCR要多得多，只要对实验过程每一步认真控制可完全提高MSP的准确度和精密度。

谈谈个人的看法：

(1)亚硫酸氢钠的浓度最好控制在3.0～3.9 mol/L为好。（我们实验室的亚硫酸盐就大于这个浓度）。

(2)修饰时间应掌握在10～16 h，修饰时间过长会导致甲基化胞嘧啶也会转化成尿嘧啶且DNA模板破坏加剧，而时间过短会导致修饰不彻底。（这点我深有体会，因为如上所述，我当时也怀疑4 h可能修饰不完全，分别就做了6 h，12 h，6 h。确实发现修饰时间过长，模板破坏加剧，可能不倒2个星期就降解了，当时P处M的，后来居然只能P出U。

(3)DNA模板量应控制在<2 g为宜。(主要是为了修饰完全）