2016年10月9日
串联剪接事件发生在相距小于 12 个核苷酸的位点。使用绝对定量 PCR 方法定量此类剪接变体的比率是可行的。本手稿描述了如何量化基因 STAT3 的剪接变体,其中两个剪接事件导致丝氨酸 701 包含/排除和 α/β C 末端。
该方案的总体目标是量化嗜酸性粒细胞中 STAT3 剪接变体转录物的比例和绝对水平。这种方法可以解决剪接调控领域的关键问题,例如远端剪接事件的共缔合和识别可能导致串联剪接比例不同的条件。该技术的主要优点是质粒标准品能够采集绝对和相对 qPCR 数据,因此我们可以确定四种 STAT3 转录本的比例和总体水平。
在我们的例子中,我们希望了解当嗜酸性粒细胞受到细胞因子刺激时,四种 STAT3 变体 S alpha、S beta、delta S alpha 和 delta S β 是如何变化的。虽然这种方法可以深入了解嗜酸性粒细胞 STAT3 的组成,但它也可以应用于可以获得 cDNA 的其他细胞类型。由于 S 和 delta S 仅在三个核苷酸中不同,因此我们不得不牺牲效率才能在每种变体的任一标准标准品中实现特异性。
在该方案中,从人嗜酸性粒细胞制备的 cDNA 用作扩增 STAT3 剪接变体的模板。按照文本方案中的说明创建质粒后,准备测序反应,以便对来自多个菌落的质粒进行测序。每个 20 μL 反应应包含 3 μL 测序反应缓冲液、2 μL 测序反应混合物、12 μL 超纯水、1 μL 质粒和 2 μL 测序引物。
当测序结果可用时,评估编码每个变体的质粒的电泳图;S alpha、S beta、delta S alpha 和 delta S beta。测量纯质粒 DNA 的浓度(以纳克/微升为单位),并计算每微升的拷贝数。通过使用超纯水制备 1/10 稀释系列的 STAT3 质粒来开始此过程。
每微升大约有 10 到 8 到 10 到 3 个拷贝。测量浓度最高的样品浓度。使用稀释的质粒制备四种非靶标混合物作为每个剪接变体的阴性对照,每个变体每 μL 10 至 6 个拷贝。
制备所有四种模板浓度相等的目标混合物,每种模板为每微升 10 至 6 个拷贝。用 60 微升引物为每种剪接变体制备引物对溶液,每种引物的浓度为 7 微摩尔,样品中的最终浓度为 560 纳摩尔。稀释 DNA 聚合酶、双链 DNA 结合染料混合物,用纯水稀释 7 至 5 粒。
按照此模板在 96 孔 PCR 板中设置测定。首先向每个孔中加入 21 μL 稀释的 DNA 聚合酶、双链 DNA 结合染料混合物。然后加入 2 微升引物混合物和 2 微升模板。
向每个无模板对照井中加入两微升过滤水而不是模板。设置两个重复的反应以评估可重复性。用胶粘剂盖密封 qPCR 板,并在 12 °C 下以 1, 200 g 离心 5 分钟。
打开 qPCR 机器并插入密封的 qPCR 板。如果使用 ABI 实时荧光定量 PCR 系统,请按照演示设置实验。单击 File(文件)、New(新建)、Next(下一步),选择 new Detector(新建检测器),然后提供名称并选择 Reporter (报告程序) 和 Quencher(灭灭器)。
为每个接头变体设置一个新的检测器。选择 Next(下一步)并按照 Set Up Sample Plate (设置样品板) 页面上的提示设置标准品,确保将数量输入表中并选择适当的检测器。单击 Finish。
设置适当的 PCR 循环程序。确保用于确定阈值循环值的荧光读数出现在每个循环的 72 摄氏度步长内。选择 Run (运行)。
运行完成后,单击 Results(结果)选项卡、Amplification Plot(扩增图)选项卡。评估 Output Amplification(输出扩增)图以评估数据质量。指数图表示可靠的扩增。
将结果导出到电子表格软件。如文本方案中所述的数据分析是了解测定是否需要进一步优化以提高可重复性的关键。用于该检测的 cDNA 由用细胞因子处理以促进转录的嗜酸性粒细胞制备。
制备两个样品 cDNA 等分试样的系列稀释液,稀释范围为 1 到 1 分之一,024。在 96 孔板中用 25 微升反应设置测定,如分析引物特异性所示,但使用 pan STAT3 和管家基因 GUSB 的几种引物浓度。此表中显示了一个模板。
将密封的 PCR 板插入 qPCR 机器中。使用软件设置实验,为 GUSB 添加新的检测器,并使用适当的 PCR 循环程序。随后,结果用于计算每个样品的阈值循环值,如文本协议中所述。
要开始此过程,比较在相对 qPCR 中获得的管家基因 GUSB 的阈值循环值,并用超纯水相应地稀释 cDNA,以确保所有浓度都在一个数量级内。在 96 孔板中设置样品的绝对 qPCR 测定。对于 S alpha 和 S beta,请遵循此模板,对于 delta S alpha 和 delta S beta,请遵循此模板。
如前所述进行检测,并至少重复一次检测。接下来,使用 400 微摩尔的泛 STAT3 引物和所有四种质粒的混合物或遵循该模板的单个质粒,设置具有 25 微升反应的绝对 qPCR 96 孔板。用胶粘剂盖密封 qPCR 板,并在 12 °C 下以 1, 200 g 离心 5 分钟。
将密封的 PCR 板插入 qPCR 机并如前所述设置实验,为 pan STAT3 添加新的检测器。设置与相对 qPCR 相同的循环参数。重复测定至少一次后,按照文本方案中的描述分析结果。
高质量的 qPCR 数据将产生一个 S 形扩增图,表示在循环过程中转录本呈指数级增加。这些数据是通过对含有 STAT3 S α 的质粒的两个系列稀释液进行 qPCR 获得的。每对彩色线条代表重复稀释样品在 40 个循环过程中的荧光水平。
为模板校准质粒生成的标准曲线将指示扩增效率。在该曲线中,对于 STAT3 S α,扩增效率为 83.9%为了评估 STAT3 水平的一致性,测量了四种剪接变体中每个变体的绝对值以及总 STAT3 的水平。理想情况下,线性回归和斜率都应该接近 1。
绝对 qPCR 数据以饼图表示,以显示它们在细胞因子处理过程中四种 STAT3 剪接变体的比例。合并绝对和相对 qPCR 数据表明,所有 STAT3 剪接变体的水平在细胞因子 IL3 和 TNF α 刺激后增加,水平在 6 小时达到峰值。汇集来自所有时间点的数据,发现 beta 和 delta S 剪接事件的共关联存在很小但显着的偏差。
优化后,如果作得当,基于该技术的分析可以在 4 小时内完成。在尝试此程序时,请务必记住在无菌条件下工作以防止污染。包含或排除一个密码子的剪接决定占框内剪接变异的 20%。
我们的方案应该很容易适应这种变化的量化。开发后,这项技术使 毛 Zhang 能够与我在 Li-Shan Rue 组的小组合作,控制 ABC 淋巴瘤细胞中 STAT3 变体的敲低再表达实验。这些实验表明,细胞在培养中存活需要 S 和 delta S 变体的混合物。
观看此视频后,您应该对如何进行绝对和相对 qPCR 以及区分和定量细微剪接差异的条件有很好的了解。
本研究提出了一种方法,用于定量测定嗜伊红细胞中STAT3剪接变体转录物的比例和绝对水平。该协议利用绝对定量PCR分析由串联剪接事件产生的剪接变体。
Accurate quantification of splice variant proportions enables mechanistic de-risking in target validation by resolving transcriptional heterogeneity that can confound functional assays. This approach supports predictive confidence in lead identification by linking isoform-specific expression to phenotypic outcomes in disease-relevant systems. The method’s adaptability to tandem splicing sites offers a scalable strategy for early discovery workflows where subtle transcriptional changes inform go/no-go decisions.
The method bridges discovery biology and lead identification by delivering absolute and relative transcript data that inform both target validation and assay readiness stages.