2020年9月22日
在本实验方案中,设计了猪特异性引物,构建了含有猪特异性DNA片段的质粒,并建立了用于定量的标准曲线。利用物种特异性引物,通过qPCR在猪-小鼠细胞移植模型和猪-猴动脉补片移植模型中对cpsDNA进行了定量检测。
异种移植是治疗的一种可行方法。然而,对异种移植免疫排斥反应进行有效监测仍是临床医生和研究人员面临的问题。本方案提供了一种简单、便捷、低成本且侵入性较小的方法,用于监测异种移植的免疫排斥反应。该技术可应用于异种移植领域,包括猪到人的胰岛移植、肾脏移植、肝脏移植和心脏移植。
首先将500 µL血液样本分别转移至不同的微量离心管中。向各管中加入20 µL蛋白酶K和500 µL裂解缓冲液。然后充分振荡混匀。
将试管置于56摄氏度的水浴中10分钟,孵育期间振荡2至3次,直至溶液变澄清,然后短暂离心,以去除管盖内壁的液滴。随后加入500 µL无水乙醇,充分振荡。将混合液转移至吸附柱中。
然后将吸附柱离心两分钟,并弃去废液。向每根吸附柱中加入800 µL洗涤液,再离心一分钟。将吸附柱在室温下放置数分钟,以干燥残留的洗涤液。
将吸附柱转移至干净的离心管中。向吸附膜中央加入50微升洗脱缓冲液,在室温下静置2至5分钟,然后离心1分钟。根据手稿说明配制PCR主混合液,随后将23微升混合液加入每个0.6毫升微量离心管中。
向每个试管中加入两微升基因组 DNA,并小心混匀。然后短暂混合并离心。将试管放入 PCR 扩增仪中,开始扩增反应。
反应结束后进行琼脂糖凝胶电泳。将1.2克琼脂糖加入含有100毫米TAE的烧瓶中,在微波炉中煮沸5分钟。当琼脂糖冷却至约70摄氏度时,向烧瓶中缓慢加入5微升核酸染料,然后缓慢倒入制胶板中,在室温下静置直至凝固成胶。
将每个样品以及2-Log DNA Ladder或DNA Marker 1各取5 µL加入琼脂糖凝胶的加样孔中,在120 mV下电泳,直至条带分离。使用紫外成像仪观察凝胶。按照文稿中所述进行转化后,用EcoR I和Bam HI双酶切验证质粒。将酶切产物通过1%琼脂糖凝胶电泳分离,并用紫外光照射凝胶进行观察。
使用双蒸水将浓缩质粒与猪DNA片段稀释至每毫升2 × 10¹¹拷贝,作为起始标准溶液。为建立标准曲线,按照文稿中所述配制qPCR预混液,并将40微升预混液加入八联管的每管中。向各管中分别加入10微升不同浓度的标准DNA,盖上管盖,短暂混匀后离心。
将试管放入qPCR仪中进行扩增。使用EDTA管从猪-猴动脉补片模型中采集约400 µL的血液样本,或从猪-小鼠细胞移植模型中采集100 µL的血液样本,然后将样本转移至1.5 mL离心管中。
通过低温高速离心去除血液样本中的血细胞。将上清液转移至新的1.5毫升离心管中,并在16,000 × g条件下离心10分钟,以去除细胞碎片。将上清液转移至新的1.5毫升离心管中,使用商品化的血清游离DNA提取试剂盒提取循环DNA。
将游离DNA的体积浓缩至40微升,并在-20摄氏度下保存。通过qPCR定量循环中的猪特异性DNA。在猪-小鼠细胞移植模型以及猪-猴动脉补片移植模型中,使用设计并优化的猪特异性引物,通过qPCR定量循环中的猪特异性DNA。
采用琼脂糖凝胶电泳分离扩增的DNA片段。通过PCR鉴定出特异性扩增猪基因组DNA的引物。随后,验证了这些引物在猴或人基因组DNA样本群以及小鼠基因组DNA样本群中的物种特异性。
最后,使用两种物种特异性引物扩增猪-猴动脉补片以及猪-鼠细胞移植模型中的猪源DNA。在进行该实验方案时,最重要的是要防止各类污染。该技术为研究人员探索异种移植领域的新问题提供了途径,因为它是一种简单、低成本且非侵入性的方法,可用于监测异种移植的免疫排斥反应。
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本方案概述了一种利用猪特异性引物和qPCR监测异种移植中免疫排斥反应的方法。该方法设计简单、成本低廉且具有最小侵入性。
在异种移植中监测免疫排斥反应仍是临床前研发和转化决策的关键挑战。一种基于非侵入性qPCR的方法可用于定量循环中猪特异性DNA,从而实现对移植物损伤和免疫激活的早期检测。该方法通过提供与异种移植物存活性相关的可转化生物标志物,支持机制层面的风险评估,为器官替代研发流程中的“推进/终止”决策提供依据。
该方法通过提供移植物状态的分子读出,补充了功能学和组织学终点指标,因而适用于从发现到临床前研究的连续过程。