Este protocolo describe el aislamiento y la cuantificación de pequeños ARN de lipoproteínas de alta densidad.
Artículo de método
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Este protocolo describe el aislamiento y la cuantificación de pequeños ARN de lipoproteínas de alta densidad.
La diversidad de pequeños ARN no codificantes (sRNA) se está expandiendo rápidamente y están surgiendo sus papeles en los procesos biológicos, incluyendo la regulación de genes,. Lo más interesante es sRNAs también se encuentran fuera de las células y se presente de forma estable en todos los fluidos biológicos. Como tal, sRNAs extracelulares representan una nueva clase de biomarcadores de la enfermedad y es probable que participan en la señalización celular y las redes de comunicación intercelulares. Para evaluar su potencial como biomarcadores, sRNAs pueden ser cuantificados en plasma, orina y otros fluidos. Sin embargo, para entender completamente el impacto de sRNAs extracelulares como señales endocrinas, es importante para determinar qué compañías están transportando y protegerlos en fluidos biológicos (por ejemplo, plasma), que las células y los tejidos contribuyen a piscinas sRNA extracelulares, y las células y los tejidos capaces de aceptar y utilizar extracelular sRNA. Para lograr estos objetivos, es fundamental para aislar poblaciones altamente puros de portadores extracelularespara sRNA de perfiles y la cuantificación. Hemos demostrado anteriormente que las lipoproteínas, en particular de las lipoproteínas de alta densidad (HDL), el transporte microARN (miARN) funcionales entre las células y el HDL-miRNAs son significativamente alteradas en la enfermedad. A continuación, detallamos un nuevo protocolo que utiliza tándem aislamiento HDL con ultracentrifugación en gradiente de densidad (DGUC) y rápido-proteína-cromatografía líquida (FPLC) para obtener HDL de alta pureza para el perfilado de aguas abajo y cuantificación de todos los sRNAs, incluyendo miRNAs, utilizando tanto alta secuenciación -throughput y enfoques de PCR en tiempo real. Este protocolo será un recurso valioso para la investigación de sRNAs sobre el HDL.
No codificante ARN pequeños extracelulares (sRNAs) representan una nueva clase de biomarcadores de la enfermedad y las posibles dianas terapéuticas y es probable que facilitan la comunicación de célula a célula 1. El tipo más ampliamente estudiada de sRNA son los microARN (miARN) que son aproximadamente 22 nts de longitud y se procesan a partir de formas precursoras más largas y transcritos primarios 2. miRNAs se han demostrado a la post-transcriptionally regular la expresión génica a través de la supresión de la traducción de la proteína y la inducción de la degradación del ARNm 2. Sin embargo, los miRNAs son sólo uno de los muchos tipos de sRNAs; como sRNAs pueden escindirse de ARNt padres (sRNAs tRNA derivados, TDR), pequeños ARN nucleares (sRNAs derivados sRNA, sndRNA), pequeños RNAs nucleolar (sRNAs derivados de ARNsno, snRNA), ARN ribosomal (sRNAs, RDR rRNA derivados ), y ARN (YDR), y otros ARN diverso 1. Unos pocos ejemplos de estos nuevos sRNAs se ha informado de función similar a miRNAs; sin embargo, el fu biológicanctions de muchos de estos sRNAs que queda por determinar, aunque funciones en la regulación de genes es probable 3-6. Lo más interesante, miRNAs y otros sRNAs son presente de forma estable en los fluidos extracelulares, incluyendo la saliva, plasma, orina y bilis. sRNAs extracelulares se probable protegidos de RNasas través de su asociación con vesículas extracelulares (EV), lipoproteínas, y / o complejos de ribonucleoproteínas extracelulares.
Anteriormente, se informó de que las lipoproteínas, a saber, las lipoproteínas de alta densidad (HDL), miRNAs de transporte en el plasma 7. En este estudio, HDL se aisló utilizando un método secuencial de la ultracentrifugación en gradiente de densidad (DGUC), cromatografía líquida de proteína rápida (de exclusión por tamaño de filtración en gel cromatografía, FPLC), y cromatografía de afinidad (anti-apolipoproteína AI (apoA-I) inmunoprecipitación ) 7. Con las dos matrices en tiempo real de baja densidad basados en PCR y ensayos de miARN individuales, los niveles de miARN se cuantificaron sobre el HDL aisladas de curartu y 7 sujetos hipercolesterolémicos. Con este enfoque, hemos sido capaces de perfil miRNAs y cuantificar miRNAs específicos en las preparaciones de HDL de alta pureza. Desde 2011, se ha determinado que a pesar de cromatografía de afinidad mejora la pureza del HDL, la saturación de anticuerpos limita en gran medida el rendimiento, y puede ser un costo prohibitivo. Actualmente, el protocolo recomienda un método tándem secuencial de dos etapas de DGUC seguido de FPLC, que también produce muestras de HDL de alta calidad para aguas abajo aislamiento de ARN y cuantificación sRNA. Debido a los recientes avances en la secuenciación de alto rendimiento de sRNAs (sRNAseq), por ejemplo, los miRNAs, y el aumento de la conciencia de otras clases no miARN sRNA, sRNAseq es el estado actual de la técnica en el miARN y sRNA perfiles. Como tal, nuestro protocolo recomienda que cuantifican miRNAs y otros sRNAs en muestras de HDL utilizando sRNAseq. No obstante, el ARN total aislado de HDL también se puede utilizar para cuantificar miRNAs individuales y otros sRNAs o validar los resultados sRNAseq usando PCR en tiempo real unapproaches. A continuación se describe en detalle un protocolo para la extracción, purificación, cuantificación, análisis de datos y validación de alta pureza HDL-sRNAs.
El objetivo general de este trabajo es demostrar la viabilidad y el proceso de cuantificación en sRNA HDL altamente puro aislado del plasma humano.
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1. Purificación HDL (~ 5,5 días)
2. De alto rendimiento Pequeño ARNSecuenciación (sRNAseq, ~ 9 días)
3. Análisis de Datos (~ 1 día)
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Este protocolo es una serie de métodos establecidos unidos entre sí para permitir la cuantificación de sRNAs en HDL altamente puro mediante secuenciación de alto rendimiento o en tiempo real PCR (Figura 1). Para demostrar la viabilidad y el impacto de este protocolo, el HDL se purificó a partir de plasma humano por el método DGUC y FPLC tándem. Las fracciones recogidas correspondientes a FPLC HDL (por la distribución de colesterol) se concentraron y el ARN total fue aisl...
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Este protocolo está diseñado para cuantificar miRNAs y otros sRNAs por secuenciación de alto rendimiento o PCR en tiempo real sobre el HDL altamente puro. Al igual que con cualquier enfoque, las consideraciones especiales se deben dar a cada paso en el proceso de purificación de HDL y ARN y luego cuantificar sRNAs. Este protocolo está diseñado para los proyectos iniciados con ≥ 2 ml de plasma. Sin embargo, los análisis de ARN de alta calidad con éxito se pueden completar con HDL purificada a partir de tan poco como 80 l...
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Los autores no tienen nada que revelar.
Este trabajo fue respaldado por premios de los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre a K.C.V. HL128996, HL113039 y HL116263. Este trabajo también fue respaldado por premios de la Asociación Americana del Corazón a K.C.V. CSA2066001, D.L.M POST26630003 y R.M.A. POST25710170.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Ultracentrífuga | Beckman Coulter | A99839 | Optima XPN-80 |
| Rotor ultracentrífugo | Beckman Coulter | 331362 | SW-41Ti |
| AKTA Sistema FPLC puro | GE Healthcare | 29018224 | |
| 3x FPLC Superdex 200 Columnas de aumento en línea | GE Healthcare | 28990944 | 10/300 gl |
| SynergyMx | BioTek Instruments | 7191000 | |
| Mesa centrífuga | Thermo Scientific | 75004525 | Sorvall ST40R |
| Centrífuga refrigerada | Eppendorf | 22629867 | 5417R (adquirida a través de USA Scientific) |
| Microfuge | USA Scientific | 2631-0006 | |
| PippenPrep | Sage Science | PIP0001 | |
| 2100 Bioanalyzer | Agilent | G2938B | |
| Ensayo de ADN de alta sensibilidad | Agilent | 5067-4626 | |
| Biblioteca de secuenciación Kit de cuantificación de qPCR | Illumina | SY-930-1010 | |
| ProFlex Termociclador | Applied Biosystems | 4484073 | |
| QuantStudio 12k Flex Applied | Biosystems | 4471134 | |
| EpMotion Robot | Eppendorf | 960000111 | 5070 |
| Tubos centrífugos ultratransparentes | Beckman Coulter | 344059 | |
| Bromuro de potasio | Fisher Chemicals | P205-500 | |
| Tubo cónico de 15 mL | Thermo Scientific | 339650 | |
| Filtros microcentrífugos 0,45 y micro; m | Millipore | UFC30HV00 | |
| Filtros microcentrífugos 0,22 y micro; m | Millipore | UFC30GV00 | |
| miRNAEasy Kits de aislamiento de ARN total | Qiagen | 217004 | |
| Colesterol total kit colormétrico | Cliniqa (Raichem) | R80035 | |
| Filtro de centrifugación de corte de 10.000 m.w. | Amicon | UFC801024 | adquirido a través de Millipore |
| Tubos de tiras de PCR | Axygen | PCR-0208-C | adquiridos a través de Fisher |
| kit de microARN RT | Life Technologies | 4366597 | para 1000 reacciones |
| Mezcla maestra de PCR Botella | Technologies | 4440041 | 50 ml |
| Kit Pierce BCA Thermo | Scientific | 23225 | |
| Kit de limpieza y concentración Zymo | D4014 | ||
| Tubo de diálisis Spectrum | Labs | 132118 | comprado a través de Fisher |
| bcl2fastq2 | Illumina | n/a | Software |
| Cutadapt | https://github.com/marcelm/cutadapt | n/a | Software |
| NGSPERL | github.com/shengqh/ngsperl | n/a | Software |
| CQSTools | github.com/shengqh/CQS.Tools | n/a | Software |
| Bowtie 1.1.2 | http://bowtie-bio.sourceforge.net | n/a | Software |
| GeneSpringGX13.1.1 | Agilent | n/a | Software |
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