在这里,我们描述一个优化的多重逆转录定量PCR(QRT - PCR)结合起来作为一个时间和成本效益高通量的microRNA(miRNA)的表达水平的筛检工具的微流体平台的协议,尤其是当样本数量有限的工作。
方法文章
在这里,我们描述一个优化的多重逆转录定量PCR(QRT - PCR)结合起来作为一个时间和成本效益高通量的microRNA(miRNA)的表达水平的筛检工具的微流体平台的协议,尤其是当样本数量有限的工作。
在底层开发,组织homoeostasis和疾病的关键进程的miRNA广泛参与,导致之间涌动的研究和制药界的兴趣。要研究的miRNA,它是必不可少的microRNA水平的量化准确,稳健的。通过比较野生型的小分子RNA的缺陷小鼠胚胎干细胞(MESC),我们揭示了在先前公布的多重定量RT - PCR技术的准确性和鲁棒性的缺乏。在这里,我们描述了一个优化的方法,包括净化远离以前的多重步骤之前单一的实时检测,大大提高了该技术的准确性和鲁棒性的过度引物。此外,我们将解释如何执行一个微流体芯片在纳升量的技术,大大降低试剂成本,并允许时间有效的高通量的miRNA表达谱。
1。 RNA的提取:在单层细胞培育出
(按照制造商的协议,用TRIzol。)
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# |
| TRIZOL解决方案 | Invitrogen公司 | 15596-018 |
| 异丙醇 | Sigma - Aldrich公司 | 1907年至1964年 |
| 氯仿 | Sigma - Aldrich公司 | 彗星2432 |
| 乙醇 | ||
| 核糖核酸酶自由水 |
同质化
相分离
RNA沉淀
RNA洗
RNA的洗脱
2。 RNA的提取:血清
(以下mirVana巴黎工具包制造商的协议修改米切尔等。 )
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# | 评论 |
| MIR瓦纳巴黎套件 2X变性解决方案 酸酚:氯仿 miRNA的清洗解决方案1 miRNA洗涤液的2 / 3 | Ambion公司 | AM1556 | 修改协议 |
| 2 - 巯基乙醇 | Sigma - Aldrich公司 | M7522 | |
| 乙醇 | |||
| DEPC处理水 |
化学制备:
样品制备:
同质化
终审RNA隔离(总RNA的制备)
最后RNA隔离(总RNA)
RNA洗
3。浓度RNA解决方案(5X)
(以下制造商的协议)
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# |
| 单片机离心式过滤装置,Ultracell YM - 3 | Millipore公司 | 42404 |
| DEPC处理水 |
设备:单片机Ultracell YM - 3,截止SS和DS核苷酸:10
体积:所需的重新集中RNA溶液的体积是依赖于实验设计,并应包括对照实验。
4。反转录
(由唐等协议。进行了修改。)
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# | 评论 |
| 高容量的cDNA归档套件 10倍的cDNA归档缓冲区 的dNTP(100毫米) 莫洛尼鼠白血病病毒(MMLV) 逆转录酶(50 U /μL) | 美国应用生物系统公司 | 4368814 | 修改协议 |
| RNaseOUT(40 U /μL) | Invitrogen公司 | 10777019 | |
| X - plex的反向茎环结构的引物组合(40纳米)* | 综合DNA技术 | 自定义 | 序列* |
| DEPC处理水 |
反应体积:5.5μL
注:最终的茎环结构的引物浓度应1-5纳米(2纳米)。
准备主混合(每反应体积)如下:
| 1。 DEPC -水 | 1.959μL |
| 2。 10X RT -缓冲区 | 0.55μL |
| 3。核糖核酸酶抑制剂(40 U /μL) | 0.0715微升 |
| 4。的dNTP(100毫米) | 0.275μL |
| 5。 X - plex的反向茎环结构的引物组合(40纳米)* | 0.275μL |
| 6。 MMLV RT(50 U /μL) | 0.369μL |
*反向的茎环结构的引物名单可以发现在http://urology.ucsf.edu/blellochlab/protocols.htm
5。预扩增(预PCR)
(由唐等协议。进行了修改。)
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# | 评论 |
| 的dNTP(100毫米) | 美国应用生物系统公司 | 4368814 | 高第。 cDNA的归档包。 |
| 2个通用PCR扩增预混试剂NoAmpErase UNG | 美国应用生物系统公司 | 4324018 | |
| X - plex的正向引物组合(450纳米)* | 综合DNA技术 | 自定义 | 序列* |
| 通用反向引物(100微米) | 综合DNA技术 | 自定义 | 序列2 |
| AmpliTaqGold聚合酶(5 U /μL) | 美国应用生物系统公司 | 4311806 | |
| MgCl 2的 (100毫米) | |||
| DEPC处理水 |
反应体积:27.5μl(22μlMM +5.5μlRT -产品)
注:前置放大是必要的,以提高信号强度,尤其是当起始RNA浓度是有限的。输入RNA水平决定前PCR循环的最佳数量。由于相同的相对效率,每个PCR循环最终产品的浓度增加一倍。由于一些miRNA将更加高效表达,避免过度骑自行车。然而,在放大,可能会导致检测灵敏度的损失,尤其是在低水平表达的microRNA。 12预扩增循环,使用100ng的总RNA,在我们的手中出现足够了。使用作为起始原料,经12个周期结果在检测的miRNA的水平,但15个周期似乎要优于血清。最后,3卵母细胞(约400 PG每个卵母细胞3的总RNA),16预扩增周期的开始,成功地使我们屏幕上的microRNA的表达水平4。
*正向引物名单,可以发现在 http://urology.ucsf.edu/blellochlab/protocols.htm
准备主混合(每反应体积)如下:
| 1。 2个通用MM | 13.75μL |
| 2。 DEPC -水 | 0.792μL |
| 3。 MgCl 2的 (100毫米) | 0.55μL |
| 4。的dNTP(100毫米) | 1.1μL |
| 5。 X - plex的正向引物组合(450纳米) | 3.06μL |
| 6。通用RP(100μmol) | 1.375μL |
| 7。 AmpliTaqGold聚合酶(5 U /μL) | 1.375μL |
6。前- PCR产物的纯化
10%的原生聚丙烯酰胺凝胶净化大小选择
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# |
| 40%丙烯酰胺/双解决方案 | Bio - Rad公司 | 161-0144 |
| TEMED | Bio - Rad公司 | 161-0801 |
| 10 bp的DNA阶梯 | Invitrogen公司 | 10821-015 |
| SYBR黄金核酸凝胶染色 10,000 ×集中在DMSO | Invitrogen公司 | S11494 |
| 糖原(20毫克/毫升) | 罗氏公司 | 10 901 393 001 |
| 缓冲器EB | ||
| 10%Ammoniumpersulfate(APS) | ||
| 10缓冲区 | ||
| 6X橙G | ||
| DEPC处理水 | ||
| ddH2O |
A.凝胶法制备
为了使10%的聚丙烯酰胺的混合物添加10毫升
| 1。 DDH 2 Ø | 6.5毫升 |
| 2。 10X TBE | 1毫升 |
| 3。聚丙烯酰胺(40%) | 2.5毫升 |
| 4。 APS(10%) | 80μL |
| 5。 TEMED | 4μL |
B.运行凝胶
C.染色凝胶
D.切割凝胶
E.重新提取的cDNA
F.乙醇沉淀
注:集中cDNA的解决方案所需的量依赖于实验设计应包括对照实验。
7。前- PCR产物的纯化
其次是引物酶消化纯化离心柱(制造商协议)
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# |
| ExoSAP - IT | USB - Affymetrix公司 | 78250 |
| MinElute PCR纯化试剂盒 | Qiagen公司 | 28004 |
注:独家酶清理成功切除引物在我们手中,但也导致了部分降解的预扩增产物,可能是由于部分短的产品随着温度升高80 ° C时的灭活步骤变性酶。避免热灭活和使用离心柱从酶反应的PCR产物直接净化删除任何无产品退化的底漆。
8。 Fludigim 96.96 QRT - PCR分析
| 试剂名称 | 公司 | PROD /猫# | 评论 |
| Fluidigm公司96.96动态阵列套件 96.96动态阵列 96.96控制线液 20X载入试剂 | Fluidigm公司 | ||
| 混合的 通用反向引物(1μM) 正向引物(1μM) TaqMan探针(0.2微米) | 综合DNA技术 | 自定义 | 序列(1) |
| 2个通用PCR扩增预混试剂 NoAmpErase UNG | 美国应用生物系统公司 | 4324018 | |
| 吐温 |
1。促发的96.96动态阵列国际金融公司
注:芯片需要使用24小时后打开包装。请务必不要对泄漏物控制线液,因为控制芯片上,或在进气口线流体使芯片无法使用。芯片需要吸60分钟内加载。
2。准备样品
2.1前的样品制备
在一个一次性的塑料管,结合下面的表格,使样品预混合(每进气道卷)的组成部分。
| 2X的TaqMan通用的master mix | 2.5μL |
| 20X载入试剂 | 0.25μL |
注:最终成交量为2.75μL,为移液器盘盈免除损失
2.2样品制备
在96结合以及格式每个样品与样品预混合(每进气道卷)。
| 前样品混合 | 2.75μL |
| 样品 | 2.25μL |
注:涡和离心96孔板中,简要地收集液。
每个入口5μL的最后一卷,吹打考虑损失准备成交量略高。
2.3准备13X检测
| 通用反向引物 | 1微米(1个) | 2序列 |
| 正向引物* | 1微米(1个) | * |
| 基因特异性的TaqMan探针# | 0.2微米 | # |
*正向引物名单,可以发现在 http://urology.ucsf.edu/blellochlab/protocols.htm
#TaqMan探针的名单可以发现在 http://urology.ucsf.edu/blellochlab/protocols.htm
3。载入芯片
注:为了使样品和检测,确保芯片的正确定位正确加载。很方便的槽口对准左上角。
确保所有检测样品溶液混合,然后再加载芯片。这是方便做在96孔板和旋转,然后再加载芯片板。注意芯片的吹打,以供日后参考地图。
未使用的示例入口处应填2.75μL样品混合和2.25μLDNA自由水。
应填写未使用的检测进气口与2.5μL检测装载试剂和2.5μl水。
不要走过去的第一站,同时吹打,以避免引入气泡。
4。 96.96定量RT - PCR检测
5。使用的qPCR分析软件
经过RT - PCR技术的专有软件提供的扩增曲线,每口井的热图和CT值。请参阅数据分析软件手册。
9。代表性的成果:

图1。图解实验的工作流程。所示是一个一步一步的多重定量RT - PCR协议的描述,包括从多重反转录(步骤C)和多路前置放大器的过度引物的净化(步骤E)(步骤d)前实时检测(步骤F),在纯化的QRT - PCR的cDNA模板。 FP:microRNA的具体正向引物,URP:通用反向引物,R - SLP:小分子RNA的特定反向茎环结构的引物。
点击这里为一个较大的图像。

图2。聚丙烯酰胺凝胶净化。QRT - PCR的模板后前 PCR - PCR产物的大小乐队专门在WT样本,但没有microRNA的缺陷DGCR8 - / -或Dicer酶- / -样本(箭头)后96复杂RT和12周期的前置放大。请注意,非特定产品来源不明(箭头)和过量引物在所有样本中发现(星级)。

图3。净化多重前置放大后,大大提高了定量RT - PCR结果的精度比较的相对表达水平的WT MESC)DGCR8 - / - (缺乏规范的microRNA)MESC揭示1)更多的小分子RNA的检测和2)假阳性的损失/ - -在DGCR8信号的背景后,净化了引物- PCR产物。二)经纯化后,双方DGCR8的相对表达水平- / - / WT 和 Dicer - / - / WT显示假阳性信号的损失,并允许适当的分类罕见DGCR8 独立/ Dicer的依赖性小分子RNA(miR - 320的, - 484,-877)5。

图4。 Fluidigm公司的高通量定量RT - PCR检测miRNA表达谱。屏幕截图96.96 Fluidigm公司QRT - PCR mircoRNA分析屏幕为前列腺癌患者血清miRNA的水平的改变。实时定量PCR分析软件提供的扩增曲线,色码热图和循环阈值(CT)。
miRNA是短(18-24个核苷酸),非编码RNA,从而调节基因表达的转录后由两个不稳定的信使RNA(mRNA)的抑制其翻译。6,至少有三分之一的人类基因组包含保守的miRNA约束力的网站在他们的3'UTR和多能性,增殖和凋亡基因的miRNA明显的相互作用,表明在细胞命运的决定,组织动态平衡和癌症等疾病的重要贡献6,7因此,准确的microRNA表达谱广泛。兴趣。
为了测试发布的多重定量RT - PCR检测miRNA 表达谱协议2,我们作为阴性对照的小分子RNA的缺陷MESC。 DGCR8 - / -细胞缺乏规范的microRNA,而Dicer的- / -细胞缺乏规范和非canoncial micoRNAs 8,9
比较野生型水平的MES DGCR8 - / -细胞,我们发现几个表示没有检测到野生型细胞11 10小分子RNA的缺乏准确性。有的甚至呈相对较低的表达水平的基因敲除细胞(图3a)。我们推测,可能会造成大量的引物进行两个连续的多重步骤之前RT定量单一(RT和前PCR)缺乏准确性。然而,多重预扩增是必要的,以提高信号强度,尤其是当起始RNA浓度是有限的。净化远离本地聚丙烯酰胺凝胶电泳(图2)的大小选择的引物- PCR产物,我们可以证明,通过检测microRNA和假阳性信号的损失都DGCR8在精度显着改善 - / -和 Dicer - / -另外的背景(图3a和3b)修改后的QRT - PCR的方法,允许适当的分类DGCR8罕见的独立 / Dicer的依赖小分子RNA( 图 3b )11。因此,一个额外的步骤,以净化过量引物离预PCR产物是明显的优势,尤其是当使用大型复用底漆,每样本集。
预扩增周期的最佳人数是由输入RNA浓度。不能下或平衡overamplify应遵循的具体实验的详情。
与千余名已知的microRNA,使用标准的384孔板未必最广泛的microRNA分析,尤其是在比较多个样本。 Fluidigm公司的动态阵列国际金融公司使,用移液步骤和所需化学显着下降,以96对96纳升规模(6.7 NL)(9216反应)在一次实验中在不同的小分子RNA的个别样品测试。对于每一个运行的分析软件提供的扩增曲线,色码热图和循环阈值(CT)。同时大规模的分析,降低实验的差异,并允许平均表达式的值正常化,这出执行其他正常化战略,利用小分子RNA控制的。
相比市售384预先指定的TaqMan探针的良好平台,与定制引物的高通量分析平台的结合提供了实验的灵活性高。
优化的多重定量RT - PCR技术相结合的方式,用动态数组平台成功地允许我们同时屏幕改建48个前列腺癌患者血清中384的miRNA(图4)的水平,并没有控制穗(即合成的microRNA)的数据正常化。 11
尽管增加从样品制备到分析结果步骤,描述的方法是一个时间和成本效益的高通量方法简介miRNA表达水平的大样本集,即使在有限的起始原料。
艾伦米尔是Fluidigm公司的雇员。否则,我们没有披露的财务利益。
我们想感谢Blelloch实验室评论文本。这项工作是由来自美国国立卫生研究院(K08 NS48118和R01 NS057221),加州再生医学研究所(CIRM)(种子补助RS1 - 00161,新教师奖RN2 - 00906)和皮尤慈善信托基金到RB和调频支持Wissenschaftlich Urologische GESELLSCHAFT EV。
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