2020年2月19日
本文介绍一种通过定量PCR(qPCR)检测表观遗传标记来确定免疫细胞身份和纯度的可靠方法。特定基因位点的DNA去甲基化可作为特定细胞类型的独特标识,可用于鉴定CD8+ T细胞、调节性T细胞或Th17 T细胞。
本方案提供了一种标准化的方法,用于确定免疫细胞的身份和纯度,并解决了流式细胞术存在的若干局限性,例如样本需求量大、操作者间差异显著以及数据分析的主观性。该检测方法包含一个自动化的数据分析模板,使用户能够客观地评估免疫细胞的身份和纯度。结合多种检测对照,本方案为免疫细胞身份和纯度的评估提供了一种即用型、易于标准化的解决方案。
本技术的示范者为本实验室的科学家 Jerry Guzman。从目标造血细胞样本中分离基因组DNA后,取1微升基因组DNA,使用分光光度计测定样本纯度,获取260、280和230纳米处的光密度值。随后,将400至1200纳克的基因组DNA样本用基因组DNA提取试剂盒中的洗脱缓冲液稀释至终体积142微升。
向67微升洗脱缓冲液中加入75微升校准品。并将1200纳克参考基因组DNA用洗脱缓冲液稀释至终体积为142微升。然后将试管置于56摄氏度、900转/分钟的恒温混匀仪中孵育5分钟。
进行亚硫酸氢盐转化时,向所有试管中加入270 µL亚硫酸铵和90 µL THFA。涡旋混匀试管以确保充分混合。短暂离心以收集管壁液体,然后将试管放入恒温混匀仪中,在80 °C、900 rpm条件下孵育45分钟。
然后再次短暂离心样品,并在室温下冷却 3 至 5 分钟。在亚硫酸氢盐转化后的 DNA 纯化步骤中,将 DNA 分离用顺磁性磁珠涡旋振荡 30 秒。根据瓶上标注的体积,向洗涤缓冲液中加入乙醇和异丙醇。
再次涡旋振荡,直至磁珠完全重悬,然后向每根试管中加入870 µL裂解结合缓冲液和105 µL DNA结合用顺磁性磁珠。涡旋振荡试管以混匀,随后短暂离心使样品沉降至管底。向每根试管中加入570 µL 2-丙醇,并通过涡旋振荡充分混匀。
将离心管在室温下以每分钟50转的速度孵育7分钟,然后短暂离心,再将离心管置于磁力架上静置5分钟。孵育结束后,小心移除上清液,避免扰动磁珠。用缓冲液1洗涤样本,并涡旋混匀各管。
短暂离心后,将离心管放回架中静置3分钟,然后在不扰动磁珠的情况下移除上清液。用洗涤缓冲液2洗涤样本两次,并在65摄氏度下干燥离心管15分钟。接下来,向每个离心管中加入60 µL洗脱缓冲液。
室温下以每分钟1400转孵育7分钟后,短暂离心收集管壁液体,并将管子放回磁力架静置2分钟。孵育结束后,小心转移55 µL经亚硫酸氢盐转化的DNA至新管中,注意勿扰动磁珠。若需对样本进行定量PCR检测,请在定量PCR软件中为每个标准品指定“任务标准(Task Standard)”,并根据表格设定其最终拷贝数。
根据表格,对标准DNA进行系列稀释,并为靶细胞类型配制一份定量PCR预混液,同时为GAPDH配制另一份定量PCR预混液。将3微升模板DNA加入96孔圆底板的相应孔中,随后加入7微升预混液。
所有孔加样完毕后,用定量 PCR 薄膜密封反应板,并短暂离心后放入定量 PCR 仪中。随后按照表格所示条件运行反应。运行结束后,将定量 PCR 数据导出为 txt 或 xlsx 文件。
使用磁珠纯化经亚硫酸氢盐转化的DNA后,洗脱25微升DNA。将经亚硫酸氢盐转化的DNA转移至新管中,并取2微升样品分别加入各个PCR条状管中。向无模板对照管中加入2微升水,并根据表格为所有样品配制预扩增主混合液。
向每个试管中加入 23 µL 的主混合液,盖上管盖,涡旋混匀,然后短暂离心。接着在带有加热盖的热循环仪上运行预扩增程序。程序结束后,短暂离心试管,将扩增后的 DNA 转移至新的试管中。
然后用78 µL水将样品稀释至1:40浓度,并按照所示方法对样品进行定量PCR检测。此处展示了来自CD8+ T细胞检测的代表性数据,该数据通过对三名不同供体的外周血单个核细胞以及T细胞分别采用流式细胞术和甲基化检测方法分析获得。在两种细胞类型中,不同供体的两种检测方法所得趋势相似。
来自Treg检测的这些代表性数据在不同方法之间也显示出相似的结果。然而,在所有情况下,该甲基化检测在刺激和非刺激条件下均产生了更高的数值。每种检测的灵敏度和特异性通过空白限、检出限和定量限的数值得以体现。
由于该检测提供了自动化的数据分析模板,因此能够改进客观分析并提高标准化能力。这对于细胞治疗产品的生产尤为理想,因为在生产过程中,标准化方法对于制备一致性的细胞治疗产品至关重要。
本文介绍了一种利用定量PCR(qPCR)检测表观遗传特征来确定免疫细胞身份和纯度的标准化方法。该方法克服了流式细胞术的局限性,并提供了一种自动化的数据分析模板,以实现客观评估。
准确评估免疫细胞的身份和纯度对于细胞治疗产品的开发至关重要,直接影响产品的稳定性和监管合规性。这种基于表观遗传学的qPCR方法克服了流式细胞术的局限性,能够实现对免疫细胞亚群进行客观、高通量且标准化的定量分析。其稳健且自动化的分析流程支持可靠的中间过程检测和产品放行检测,从而在关键生产工艺节点上提高预测的可信度。
该方法可整合到从早期发现到生产质量控制的细胞治疗流程中,支持先导物识别和产品放行。