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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Dieser Bericht beschreibt ein Protokoll zur Messung der absoluten Werte der Plasma MiRNA, quantitative Real-Time reverse Transkription PCR verwenden, mit oder ohne Vorverstärkung. Dieses Protokoll bietet besseres Verständnis für die Menge an Plasma MiRNAs und qualitative Bewertung der entsprechenden Daten aus verschiedenen Studien oder Labors ermöglicht.
RT-qPCR ist eine der häufigsten Methoden, um einzelne Ziel MiRNAs bewerten. MiRNAs sind in der Regel im Vergleich zu einer Referenzprobe gemessen. Diese Methode eignet sich für die Prüfung von physiologischer Veränderungen im gen Ausdruck Zielwerte. Absolute Quantifizierung mit besseren statistischer Analyse ist jedoch für eine umfassende Bewertung der gen-Expression-Ebenen vorzuziehen. Absolute Quantifizierung ist noch nicht gebräuchlich. Dieser Bericht beschreibt ein Protokoll zur Messung der absoluten Werte der Plasma MiRNA, mit RT-qPCR, mit oder ohne Vorverstärkung.
Ein bestimmtes Volumen (200 µL) von EDTA-Plasma wurde aus dem Blut gesammelt von der femoral Ader des bewussten Cynomolgus Affen vorbereitet (n = 50). Gesamt-RNS war mit im Handel erhältlichen System extrahiert. Plasma-MiRNAs wurden durch Testbasierte RT-qPCR-Assays die MiRNA-spezifische Vor-/Rücklauf PCR Primer und Sonde enthält quantifiziert. Standardkurven für absolute Quantifizierung wurden mit handelsüblichen synthetische RNA-Oligonukleotide erzeugt. Eine synthetische Cel-MiR-238 diente als eine externe Steuerung für die Normalisierung und Qualität. Die MiRNAs, die Quantifizierung Zyklus (Cq) Werte über 35 gezeigt wurden vorverstärkt vor dem qPCR-Schritt.
Unter den 8 MiRNAs untersucht waren MiR-122, MiR-133a und MiR-192 nachweisbar ohne Vorverstärkung, während MiR-1 und MiR-206 MiR 499a Vorverstärkung aufgrund ihrer niedrigen Ausdruck erforderlich. MiR-208a und MiR 208b waren auch nach Vorverstärkung nicht nachweisbar. Probe Verarbeitungseffizienz wurde durch die Cq-Werte von Spike Cel-MiR-238 bewertet. Bei diesem Assay-Verfahren technische Variation war schätzungsweise weniger als 3-fold und die untere Grenze der Quantifizierung (LLOQ) war 102 Kopie/µL, für den Großteil der untersuchten MiRNAs.
Dieses Protokoll ermöglicht eine bessere Schätzung der Menge an Plasma MiRNAs und Qualitätsbeurteilung von entsprechenden Daten aus verschiedenen Studien ermöglicht. Wenn man bedenkt, dass die geringe Anzahl von MiRNAs in Körperflüssigkeiten, Vorverstärkung nützlich zur Erkennung von schlecht zu verbessern ist, äußerte MiRNAs.
Eine wachsende Zahl von Studien wurden Mikro-RNAs (MiRNAs) als Biomarker für die Diagnose und Prognose von Krebserkrankungen zu erforschen oder Überwachung und Erkennung von anderen Krankheiten in präklinischen und klinischen Studien1,2,3 . Quantitative Real-Time reverse Transkription PCR (RT-qPCR) ist eine der am häufigsten verwendeten Methoden verwendet, um einzelne Ziel MiRNAs, bewerten, weil diese Technik empfindlicher ist als Microarray4 und RNA Sequenzierung Plattformen5basierend. Im Allgemeinen ist MiRNA Ausdruck im Vergleich zu einer Referenzprobe mit der ΔCq Methode6gemessen. Diese Methode eignet sich für die Untersuchung von physiologischer Veränderungen im gen Ausdruck Zielwerte. Allerdings hat relative Quantifizierung der zirkulierenden MiRNAs Dienstprogramm wegen ihrer geringen Mengen begrenzt. Darüber hinaus macht technische Variation es schwierig, die Ergebnisse aus verschiedenen Studien zu vergleichen, da verschiedene Labors der RT-qPCR experimentelle Protokolle unterschiedlich anpassen, was führt zum inkonsistenten oder sogar widersprüchlich ergibt sich aus verschiedene Studien7.
Angesichts der oben genannten Bedenken möglicherweise absolute Quantifizierung besser geeignet für die Beurteilung von kleinen Mengen von MiRNAs in Körperflüssigkeiten. Die absolute Quantifizierungsmethode verwendet eine Standardkurve generiert aus bekannten Konzentrationen von synthetische RNA-Oligonukleotide, die nacheinander auf die entsprechenden Ziel-MiRNA-8identisch sind. Gesundheit und Environmental Sciences Institute (HESI) Fachausschuss Genomics kürzlich durchgeführten umfassendere Studien um absolute Messergebnisse von Plasma MiRNAs Test standortübergreifend zu vergleichen. Die Ergebnisse zeigten, dass vergleichbare Ergebnisse mit einem Standardprotokoll für die absolute Quantifizierung von MiRNAs über mehrere Test Seiten9erbracht werden. Die RT-qPCR-Assay-Methode in der vorliegenden Studie beschriebenen ist fast identisch mit der HESI Standardprotokoll, inklusive Multiplex Analyse mehrerer MiRNA Ziele und Vorverstärkung, die Erkennung von geringe Expression MiRNAs unterstützen.
In dieser Studie ein bestimmtes Volumen (200 µL) von EDTA-Plasma vorbereitet aus dem Blut gesammelt von der femoral Ader des bewussten Cynomolgus Affen (n = 50) verwendeten10war. Das folgende Protokoll beschreibt das Verfahren für die Herstellung von Plasma-Proben, Gewinnung von MiRNA und RT-qPCR, einschließlich Vorverstärkung. Noch wichtiger ist, wurde weitere technische Informationen über das Protokoll aufgenommen, so dass die Menge der Ziel-MiRNAs in den Proben in Kombination mit einem gut ausgebildeten Prozess überprüft werden kann. Zunächst wurde die Standardkurve jede MiRNA für seine individuelle Erfassungsbereich, vor seiner Quantifizierung in biologischen Proben überprüft. Zweitens war die Qualität der gegenwärtigen Methode mittels Cq-Werte für eine externe Steuerung (Cel-MiR-238) umfassend bewertet. Daher ergibt sich diese Plattform informativere und zuverlässige Daten für den Vergleich der Ergebnisse aus verschiedenen Studien oder Laboratorien.
Die Profile der 8 MiRNAs wurden in diesem Bericht als repräsentative Ergebnisse aus der Assay-Methode, die hier beschrieben. Diese MiRNAs sind vorgeschlagen worden, wie mögliche Sicherheit Biomarker Gewebeschädigung der Leber (MiR-122 und MiR-192), Herz (MiR-1, MiR-208a, MiR 208b und MiR-499a) und Skelettmuskulatur (MiR-133a und MiR-206) in Nagetieren und Menschen3zugeordnet, 11,12,13.
Alle Experimente stimmten mit den institutionellen Animal Care und Nutzung Ausschuss von Daiichi Sankyo Co., Ltd.
1. die Probenvorbereitung
2. RNA-Extraktion
(3) cDNA Synthese
(4) Vorverstärker (Optional)
Hinweis: Die MiRNAs, die Cq-Werte über 35 oder mehr im nachfolgenden qPCR zeigen sind vorverstärkt.
5. Quantitative Real-Time PCR (qPCR)
(6) Datenanalyse
Workflow der MiRNA-Assay von RT-qPCR und Qualität Assessment
Abbildung 1 zeigt den Workflow der MiRNA-Assay aus Blutproben mit qPCR10. Die Qualität der Versuche kann durch einschließlich Cel-MiR-238 als eine externe Kontrolle überprüft werden. Dadurch wird erkennbar, dass technische Variationen in RNA-Extraktion und anschließende RT-qPCR verarbeitet. In dieser Studie wurde der Mittelwert ± SD der Cq-Werte von 50 Proben berechnet 21,0 ± 0,4 (Tabelle 1). Wenn die Cel-MiR-238 wegen der Vorverstärkung Schritt verdünnt wurde, war der Cq-Wert 24,2 ± 0,4 (Tabelle 1). In der hier beschriebenen Test-Methode wurde das Ausmaß der technische Variation auf weniger als 3-fold werden auf Basis der Differenz in der Cq-Werte geschätzt. Der Grad der Variation blieb konsequent, auch wenn zusätzliche Vorverstärkung Schritt aufgenommen werden musste. Diese Werte sind mit denen für andere Proben aus verschiedenen Tierarten, wie z. B. Mäuse, Ratten und Menschen in diesem Labor (Daten nicht gezeigt) durchgeführt.
Nachweisbare reichen von der Standardkurve für Ziel-miRNA
Keine Vorverstärkung der Proben
Reverse Transkription (RT) Ware aus synthetische RNA-Oligonukleotide in Konzentrationen von 1 x 107 Kopie/µL wurde vor nachfolgenden qPCR seriell verdünnt. Diese Serie dienten zur Erzeugung von Standardkurve die konsequente Abdeckung aller biologischen Proben gewährleistet, die ohne Vorverstärkung Schritt nachweisbar waren. Die Cq-Werte der Standardprobe in 1 x 102 Kopie/µL Konzentration waren in der Regel in der Nähe der Cut-off-Level für jede Ziel-MiRNA. Daher wurde die Nachweisgrenze beträgt schätzungsweise 1 x 102 Kopie/µL (Abbildung 3).
Vorverstärkt Proben
Um festzustellen, die nachweisbar Reihe von Proben erfordern Vorverstärkung, wurden zwei verschiedene Serien von verdünnten Proben verglichen, wie in Abbildung 4dargestellt. Für die Erzeugung von standard Kurve A, wurden serielle Verdünnungen des RT-Produkts vor Vorverstärkung Schritt vorbereitet. Dann wurden die Normenreihe vorverstärkt für nachfolgende qPCR verwendet. Für die Erstellung der Standardkurve B, wurde die erste Verdünnung vorverstärkt Proben zu einer Konzentration von 1 x 105 Kopie/µL. Diese Standardkurven zeigte offenbar unterschiedliche Nachweisgrenzen (Abbildung 5). Obwohl die Standardkurve B linearen Bereich der Anstieg bis auf 1 Kopie/µL zeigte, standard Kurve A konnte nicht verwendet werden, für bestimmte Amplifikate bei Konzentrationen von weniger als 102 oder 103 Kopie/µL (Abbildung 5). Dieses Ergebnis vorgeschlagen, dass extrem kleine Mengen von MiRNAs auch mit Vorverstärkung Schritt bewertet werden können. Darüber hinaus sollte die vorverstärkt Proben sorgfältig interpretiert werden, wenn die Cq-Werte sind > 30, weil die Nachweisgrenzen der vorverstärkt Proben waren nah an diesen Wert. Standardkurve B diente daher in der Regel in der Methode, die hier beschrieben wird, nach der Bestimmung des nachweisbaren Bereichs, nur um zu vermeiden, mit unzureichenden Anzahl von standard-Plots.
Infolgedessen war die untere Grenze der Quantifizierung (LLOQ) 102 Kopie/µL für den Großteil der MiRNAs (Abbildung 3 und Abbildung 5). Nur MiR-1 eine höhere LLOQ zeigte (103 Kopie/µL) (Abbildung 5). Die durchschnittliche Verstärkung Effizienz war ca. 90 %, mit der Korrelationskoeffizient (R2) der standard von 0.998 bis hin zu 1.000 Kurven. Die Kennzeichen der eine genaue RT-qPCR-Assay gelten als eine lineare R2 gleich oder größer als 0,98 und einen PCR-Amplifikation Wirkungsgrad von 90 bis 110 %17. Daher war die Qualität der standard Kurven im Test überprüft.
Auswirkungen der Vorverstärkung für kleine Mengen von miRNAs
Die MiRNAs, die Cq-Werte über 35 oder höher in nachfolgenden qPCR zeigte waren vorverstärkt. Dieses Verfahren verbessert die Erkennung kleiner Mengen von MiRNAs. Zum Beispiel war die Cq-Werte (Mittelwert ± SD) der nicht Pre-verstärkten MiR-206 37,9 ± 1,9, während diejenigen vorverstärkt MiR-206 sank auf 27,0 ± 2,2. Signifikante Unterschiede zwischen doppelten Messung Paare wurden nicht Pre-verstärkten Proben bei hohen Cq-Werten (Abbildung 6) beobachtet. Im Gegensatz dazu zeigten vorverstärkt Proben fast gleiche Werte in Duplikate (Abbildung 6). Diese Ergebnisse zeigten, dass Vorverstärkung für die Bereitstellung genauer und zuverlässiger Daten im Falle von geringen Mengen von Proben wirksam wäre.
Profilierung der Plasma MiRNAs bei Cynomolgus Affen
Mit der etablierten Assay-Plattform, analysiert die Plasmaspiegel von 8 MiRNAs (MiR-1, MiR-122, MiR-133a, MiR-192, MiR-206, MiR-208a, MiR 208b und MiR-499a) von 50 Cynomolgus Affen waren (Abbildung 7)10. In diesem Test waren MiR-122, MiR-133a und MiR-192 nachweisbar ohne Vorverstärkung, während MiR-1 und MiR-206 MiR 499a Vorverstärkung aufgrund ihrer niedrigen Ausdruck erforderlich. Allerdings war MiR-208a weder MiR 208b auch mit Vorverstärkung nachweisbar. Die Daten wurden nicht normal verteilt; Daher wurde eine logarithmische Transformation durchgeführt, um ihren Mittelwert und Standardabweichung zu berechnen. Unter die MiRNAs untersucht, MiR-122 zeigte die höchste mittlere Plasmaspiegel (5,71 x 104 Kopie/µL), mit einem kleinen Dynamikbereich (20-fache). Im Gegensatz dazu wurden große dynamische Bereiche beobachtet für MiR-1 (581-fold), MiR-133a (971-fold), und MiR-206 (426-fold).

Abbildung 1 : Schematische Workflow der MiRNA-Assay von RT-qPCR. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 2 : Schematische Workflow der reversen Transkription von MiRNA Assay. Ein Schwimmbad mit bis zu 4 Ziel MiRNAs kann erfolgen durch das Mischen von 20 X RT Primer aller MiRNAs im Pool. Als eines der Ziel-MiRNAs in jedem Röhrchen beizufügen Cel-MiR-238 (Fremdüberwachung). Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
| MiR-238 Datenanalyse | ||
| Ohne Vorverstärkung |
Mit Vorverstärkung |
|
| N | 50 | 50 |
| Meine | 21.0 | 24.2 |
| SD | 0,4 | 0,4 |
| Max Cq | 21,8 | 25,3 |
| Min Cq | 20.3 | 23,5 |
| Median | 21.0 | 24.2 |
| Max-Min | 1.3 | 1.8 |
| Verstärkung der Wirksamkeit | 89 | 89 |
| Variation | 2.4 | 2.8 |
Tabelle 1: Qualitätsbewertung mit Quantifizierung Zyklus (Cq) Werte der Cel-MiR-238. Technische Varianten wurden von den Cq-Werten von MiR-238 in jedem Test ausgewertet. 50 Proben wurden eingeteilt in zwei Gruppen entsprechend mit (rechts) oder ohne (links) die Vorverstärkung Schritt. Variation wurde berechnet mit der Formel E = (2 X Verstärkung Wirksamkeit)ΔCt(Max(Cq)-Min(Cq)). Die Verstärkung der Wirksamkeit wurde von der Piste der Standardkurve berechnet. Die Proben erfordern Vorverstärkung Schritt wurden während der Vorverstärkung Schritt verdünnt (MiR-238 selbst war nicht vorverstärkt). Diese Zahl wurde von unserem Bericht10geändert.

Abbildung 3 : Grundstück von Standardkurven für nicht Pre-verstärkten Proben. Standardkurven (N = 3, doppelte) wurden durch die Log-Konzentration im Vergleich zu Cq. lineare Regressionsanalyse berechnet wurde, um die Steigung zu bestimmen, welche die Verstärkung Effizienz entspricht Plotten erzeugt. Standard Kurven für MiR-122 (oben), MiR-192 (Mitte) und MiR-133a (unten) zeigte lineare Beziehung zwischen Cq und Konzentration bei den geprüften Bereich. In den standard Kurven repräsentieren Fehlerindikatoren eine Standardabweichung von drei unabhängigen Tests. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 4 : Verfahren zur Standardkurven für vorverstärkt Proben erzeugen. (Standard Kurve A) Eine repräsentative Konzentration von synthetische Oligo (1 x 105 Kopie/µL) war umgekehrter transkribiert, gefolgt von 10-divisibel serielle Verdünnungsreihen von der Standardprobe vorbereiten. Diese vorverstärkt Standards wurden für spätere qPCR verwendet. (Standardkurve B) Eine repräsentative Konzentration von synthetische Oligo (1 x 105 Kopie/µL) war umgekehrter transkribiert und vorab verstärkt. Dann, 10-divisibel serielle bereit eine Verdünnungsreihe von standard Proben wurden vor der nachfolgenden qPCR. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 5 : Grundstück von Standardkurven A und B für vorverstärkt Proben. Standard-Kurve A (n = 1, doppelte) und Standardkurve B (n = 3, doppelte) wurden durch die Log-Konzentration im Vergleich zu Cq. lineare Regressionsanalyse berechnet wurde, um die Steigung zu bestimmen, welche die Verstärkung Effizienz entspricht Plotten erzeugt. ()Oberen) Standardkurve (gepunktete Linie) zeigte offenbar nicht-spezifischen Amplifikate auf 1 x 102 Kopie/µL, während Standardkurve B (durchgezogene Linie) lineare Beziehung zwischen Cq und Konzentration auf die geprüfte Auswahl an MiR-1 zeigte. (Mittlere und unten) Standardkurve (gepunktete Linie) keine Amplikons bei Konzentrationen von 1 x 102 Kopie/µL oder niedriger, während Standard Kurve B (durchgezogene Linie) zeigte lineare Beziehung zwischen Cq und Konzentration auf das getestete Angebot an MiR 499a und MiR-206. In der Standardkurve B repräsentieren Fehlerindikatoren eine Standardabweichung von drei unabhängigen Tests. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 6 : Verstärkung Grundstück für non-Pre-verstärkt und vorverstärkt Proben. (Oberen) Verstärkung Grundstück von MiR-206 in repräsentativen Stichproben (A, B, C) ohne (oben), oder mit Vorverstärkung (unten). Messungen wurden in zweifacher Ausführung eingerichtet. Gab es Unterschiede zwischen den zwei Beispielen, die als Duplikate nicht Pre-verstärkten Proben, vor allem in höheren Cq-Proben (A und B) eingerichtet. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Abbildung 7 : Absolutwert des Plasma MicroRNAs (MiRNAs) bei Cynomolgus Affen. Der Ausdruck Niveaus von der MiRNAs werden durch Punkt plottet dargestellt. Den Mittelwert und den Wert für zwei Standardabweichungen unter und über dem Mittelwert (siehe grauer Kasten), wurden nach einer logarithmischen Transformation bestimmt. Diese Zahl wurde von unserem Bericht10geändert. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.
Der Autor hat keine Interessenskonflikte offenzulegen.
Dieser Bericht beschreibt ein Protokoll zur Messung der absoluten Werte der Plasma MiRNA, quantitative Real-Time reverse Transkription PCR verwenden, mit oder ohne Vorverstärkung. Dieses Protokoll bietet besseres Verständnis für die Menge an Plasma MiRNAs und qualitative Bewertung der entsprechenden Daten aus verschiedenen Studien oder Labors ermöglicht.
Diese Forschung erhielten keine spezifischen Einräumung von Fördereinrichtungen in den öffentlichen, kommerziellen oder Non-Profit-Sektor.
| BD Microtainer-Röhrchen (K2EDTA) | Becton, Dickinson and Company | 365974 | Für die Blutentnahme |
| Eppendorf PCR-Röhrchen, 0,2 mL | Eppendorf | 0030124359 | |
| Eppendorf Safe-Lock Mikro-Reagenzgläser 1,5 mL | Eppendorf | 0030120086 | |
| Eppendorf Safe-Lock Mikro-Reagenzgläser 2,0 mL | Eppendorf | 0030120094 | |
| Synthetisches Oligonukleotid | Hokkaido System | Science-Individuelle | miRNA (0,2 μ mol, HPLC-Qualität) |
| Tris-EDTA-Puffer (pH 8,0) | Nippon Gene | 314-90021 | TE Puffer |
| Puffer RPE | QIAGEN-Inhalt | im miRNeasy Mini-Kit | |
| Puffer RWT | QIAGEN-Inhalt | im miRNeasy Mini-Kit | |
| miRNeasy Mini Kit | QIAGEN | 217004 | |
| Nukleasefreies Wasser | QIAGEN | 129114 | |
| QIAzol Lysereagenz | QIAGEN-Inhalt | im miRNeasy Mini-Kit | |
| Syn-cel-miR-238-3p miScript miRNA Mimic | QIAGEN | 219600 | ID:MSY0000293, 5 nmol |
| SC Adapter | TAIGEN Bioscience Corporation | S0120 | Für die RNA-Extraktion |
| VacEZor 36 Komplettes System | TAIGEN Bioscience Corporation | M3610 | Für die RNA-Extraktion |
| 7900HT Schnelles Echtzeit-PCR-System | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4351405 | Schnelles 96-Well-Block-GeneAmp-PCR-System |
| 9700 | Thermo Fisher Scientific Inc. | 9700 | |
| MicroAmp Schnelle optische 96-Well-Reaktionsplatte | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4346907 | |
| MicroAmp Optische Klebefolie | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4311971 | |
| TaqMan Fast Advanced Master Mix | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4444557 | |
| TaqMan MicroRNA-Assays (cel-miR-238-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 Assay-ID | : 000248 |
| TaqMan MicroRNA-Assays (has-miR-122-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 002245 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-133a-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 002246 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-1-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 002222 |
| TaqMan MicroRNA-Assays (has-miR-192-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 000491 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-206) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 Assay-ID | : 000510 |
| TaqMan MicroRNA-Assays (has-miR-208a-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 000511 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-208b-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 002290 |
| TaqMan MicroRNA-Assays (has-miR-499a-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | Assay-ID: 001352 |
| TaqMan MicroRNA Reverse Transkriptionskit | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4366597 | |
| TaqMan PreAmp Master Mix (2&fach;) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4391128 | |
| Chloroform | Wako Pure Chemicals | 035-02616 | |
| Ethanol (99.5) | Wako Pure Chemicals | 057-00456 |