Name: אופטימיזציה לרצף וניתוח של הירידה FFPE-בדיקות RNA (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-06-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 30 s
Description: למד אופטימיזציה של רצף RNA מדגימי FFPE לשיפור איכות נתוני ביטוי גנים. שיטה זו מאפשרת הערכת איכות RNA והכנת ספריות מתאימות למחקר ביולוגי וקליני.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו אסירי תודה לד ר דניאל קרריק (חטיבת בקרת סרטן ומדעי האוכלוסין, המכון הלאומי לסרטן) לעזרה מתמשכת, במיוחד לייזום מחקר זה, מתן לנו דגימות, ולהצעות מועילות במהלך ניתוח נתונים. אנו מודים בכנות לכל חברי מתקן הרצף CCR במעבדה הלאומית פרדריק לחקר הסרטן לעזרתם במהלך ההכנה לדוגמה ורצף, במיוחד ברנדה הו לקבלת סיוע במדגם QC, אוקסנה גרמנית עבור הספריה QC, טטיאנה סמירנוף עבור הפעלת הנצנצים. אנחנו גם רוצים להודות Tsai-שן וויי אשלי וולטון ברצף מתקן ביואינפורמטיקה קבוצה לעזרה עם ניתוח נתונים ו-RNA-seq צינור היישום. אנו מודים גם CCBR ו-NCBR לקבלת סיוע עם צינור ניתוח RNaseq ופיתוח שיטות עבודה מומלצות.

<ol><li>Carrick, D. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robustness+of+Next+Generation+Sequencing+on+Older+Formalin-Fixed+Paraffin-Embedded+Tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Robustness of Next Generation Sequencing on Older Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Tissue.</a> PLoS One. 10 (7), 0127353(2015).</li>
<li>Hedegaard, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-generation+sequencing+of+RNA+and+DNA+isolated+from+paired+fresh-frozen+and+formalin-fixed+paraffin-embedded+samples+of+human+cancer+and+normal+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Next-generation sequencing of RNA and DNA isolated from paired fresh-frozen and formalin-fixed paraffin-embedded samples of human cancer and normal tissue.</a> PLoS One. 9 (5), 98187(2014).</li>
<li>Zhang, P., Lehmann, B. D., Shyr, Y., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Utilization+of+Formalin+Fixed-Paraffin-Embedded+Specimens+in+High+Throughput+Genomic+Studies%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Genomics%22%5BJournal%5D)">The Utilization of Formalin Fixed-Paraffin-Embedded Specimens in High Throughput Genomic Studies.</a> International Journal of Genomics. 2017, 1926304(2017).</li>
<li>Srinivasan, M., Sedmak, D., Jewell, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+fixatives+and+tissue+processing+on+the+content+and+integrity+of+nucleic+acids%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Pathology%22%5BJournal%5D)">Effect of fixatives and tissue processing on the content and integrity of nucleic acids.</a> American Journal of Pathology. 161 (6), 1961-1971 (2002).</li>
<li>von Ahlfen, S., Missel, A., Bendrat, K., Schlumpberger, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determinants+of+RNA+quality+from+FFPE+samples%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Determinants of RNA quality from FFPE samples.</a> PLoS One. 2 (12), 1261(2007).</li>
<li>Esteve-Codina, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Comparison+of+RNA-Seq+Results+from+Paired+Formalin-Fixed+Paraffin-Embedded+and+Fresh-Frozen+Glioblastoma+Tissue+Samples%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">A Comparison of RNA-Seq Results from Paired Formalin-Fixed Paraffin-Embedded and Fresh-Frozen Glioblastoma Tissue Samples.</a> PLoS One. 12 (1), 0170632(2017).</li>
<li>Vukmirovic, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+and+validation+of+differentially+expressed+transcripts+by+RNA-sequencing+of+formalin-fixed%2C+paraffin-embedded+%28FFPE%29+lung+tissue+from+patients+with+Idiopathic+Pulmonary+Fibrosis%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Pulmonary+Medicine%22%5BJournal%5D)">Identification and validation of differentially expressed transcripts by RNA-sequencing of formalin-fixed, paraffin-embedded (FFPE) lung tissue from patients with Idiopathic Pulmonary Fibrosis.</a> BMC Pulmonary Medicine. 17 (1), 15(2017).</li>
<li>Adiconis, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparative+analysis+of+RNA+sequencing+methods+for+degraded+or+low-input+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods%22%5BJournal%5D)">Comparative analysis of RNA sequencing methods for degraded or low-input samples.</a> Nature Methods. 10 (7), 623-629 (2013).</li>
<li>Sinicropi, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whole+transcriptome+RNA-Seq+analysis+of+breast+cancer+recurrence+risk+using+formalin-fixed+paraffin-embedded+tumor+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Whole transcriptome RNA-Seq analysis of breast cancer recurrence risk using formalin-fixed paraffin-embedded tumor tissue.</a> PLoS One. 7 (7), 40092(2012).</li>
<li>Altekruse, S. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SEER+cancer+registry+biospecimen+research%3A+yesterday+and+tomorrow%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Epidemiology%2C+Biomarkers+%26+Prevention%22%5BJournal%5D)">SEER cancer registry biospecimen research: yesterday and tomorrow.</a> Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. 23 (12), 2681-2687 (2014).</li>
<li>Zhao, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robustness+of+RNA+sequencing+on+older+formalin-fixed+paraffin-embedded+tissue+from+high-grade+ovarian+serous+adenocarcinomas%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Robustness of RNA sequencing on older formalin-fixed paraffin-embedded tissue from high-grade ovarian serous adenocarcinomas.</a> PLoS One. 14 (5), 0216050(2019).</li>
<li>Amini, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimised+protocol+for+isolation+of+RNA+from+small+sections+of+laser-capture+microdissected+FFPE+tissue+amenable+for+next-generation+sequencing%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Molecular+Biology%22%5BJournal%5D)">An optimised protocol for isolation of RNA from small sections of laser-capture microdissected FFPE tissue amenable for next-generation sequencing.</a> BMC Molecular Biology. 18 (1), 22(2017).</li>
<li>Amini, P., Nassiri, S., Ettlin, J., Malbon, A., Markkanen, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Next-generation+RNA+sequencing+of+FFPE+subsections+reveals+highly+conserved+stromal+reprogramming+between+canine+and+human+mammary+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Disease+Models+and+Mechanisms%22%5BJournal%5D)">Next-generation RNA sequencing of FFPE subsections reveals highly conserved stromal reprogramming between canine and human mammary carcinoma.</a> Disease Models and Mechanisms. 12 (8), (2019).</li>
<li>Wimmer, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+evaluation+of+RNA+quality%2C+microarray+data+reliability+and+pathway+analysis+in+fresh%2C+fresh+frozen+and+formalin-fixed+paraffin-embedded+tissue+samples%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Systematic evaluation of RNA quality, microarray data reliability and pathway analysis in fresh, fresh frozen and formalin-fixed paraffin-embedded tissue samples.</a> Scientific Reports. 8 (1), 6351(2018).</li>
<li>Babraham Bioinformatics. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/">https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/</a> (2019).</li>
<li>Martin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cutadapt+removes+adapter+sequences+from+high-throughput+sequencing+reads%5BTitle%5D)+AND+%22EMBnet.journal%22%5BJournal%5D)">Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads.</a> EMBnet.journal. 17 (1), 10-12 (2011).</li>
<li>Bolger, A. M., Lohse, M., Usadel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trimmomatic%3A+a+flexible+trimmer+for+Illumina+sequence+data%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data.</a> Bioinformatics. 30 (15), 2114-2120 (2014).</li>
<li>Babraham Bioinformatics. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastq_screen/">https://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastq_screen/</a> (2019).</li>
<li>Wood, D. E., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kraken%3A+ultrafast+metagenomic+sequence+classification+using+exact+alignments%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biology%22%5BJournal%5D)">Kraken: ultrafast metagenomic sequence classification using exact alignments.</a> Genome Biology. 15 (3), 46(2014).</li>
<li>Dobin, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STAR%3A+ultrafast+universal+RNA-seq+aligner%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner.</a> Bioinformatics. 29 (1), 15-21 (2013).</li>
<li>Broad Institute. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://broadinstitute.github.io/picard/">http://broadinstitute.github.io/picard/</a> (2019).</li>
<li>Wang, L., Wang, S., Li, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RSeQC%3A+quality+control+of+RNA-seq+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">RSeQC: quality control of RNA-seq experiments.</a> Bioinformatics. 28 (16), 2184-2185 (2012).</li>
<li>Ewels, P., Magnusson, M., Lundin, S., Kaller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MultiQC%3A+summarize+analysis+results+for+multiple+tools+and+samples+in+a+single+report%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">MultiQC: summarize analysis results for multiple tools and samples in a single report.</a> Bioinformatics. 32 (19), 3047-3048 (2016).</li>
<li>Li, B., Dewey, C. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RSEM%3A+accurate+transcript+quantification+from+RNA-Seq+data+with+or+without+a+reference+genome%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">RSEM: accurate transcript quantification from RNA-Seq data with or without a reference genome.</a> BMC Bioinformatics. 12, 323(2011).</li>
<li>Son, K., Yu, S., Shin, W., Han, K., Kang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Simple+Guideline+to+Assess+the+Characteristics+of+RNA-Seq+Data%5BTitle%5D)+AND+%22BioMed+Research+International%22%5BJournal%5D)">A Simple Guideline to Assess the Characteristics of RNA-Seq Data.</a> BioMed Research International. 2018, 2906292(2018).</li>
<li>McCarthy, D. J., Chen, Y., Smyth, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differential+expression+analysis+of+multifactor+RNA-Seq+experiments+with+respect+to+biological+variation%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">Differential expression analysis of multifactor RNA-Seq experiments with respect to biological variation.</a> Nucleic Acids Research. 40 (10), 4288-4297 (2012).</li>
<li>Robinson, M. D., McCarthy, D. J., Smyth, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((edgeR%3A+a+Bioconductor+package+for+differential+expression+analysis+of+digital+gene+expression+data%5BTitle%5D)+AND+%22Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data.</a> Bioinformatics. 26 (1), 139-140 (2010).</li>
<li>Ritchie, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((limma+powers+differential+expression+analyses+for+RNA-sequencing+and+microarray+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">limma powers differential expression analyses for RNA-sequencing and microarray studies.</a> Nucleic Acids Research. 43 (7), 47(2015).</li>
<li>Subramanian, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+set+enrichment+analysis%3A+a+knowledge-based+approach+for+interpreting+genome-wide+expression+profiles%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Gene set enrichment analysis: a knowledge-based approach for interpreting genome-wide expression profiles.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America U S A. 102 (43), 15545-15550 (2005).</li>
<li>Mootha, V. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PGC-1alpha-responsive+genes+involved+in+oxidative+phosphorylation+are+coordinately+downregulated+in+human+diabetes%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Genetics%22%5BJournal%5D)">PGC-1alpha-responsive genes involved in oxidative phosphorylation are coordinately downregulated in human diabetes.</a> Nature Genetics. 34 (3), 267-273 (2003).</li>
<li>Ashburner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gene+ontology%3A+tool+for+the+unification+of+biology.+The+Gene+Ontology+Consortium%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Genetics%22%5BJournal%5D)">Gene ontology: tool for the unification of biology. The Gene Ontology Consortium.</a> Nature Genetics. 25 (1), 25-29 (2000).</li>
<li>Huang da, W., Sherman, B. T., Lempicki, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+and+integrative+analysis+of+large+gene+lists+using+DAVID+bioinformatics+resources%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Protocols%22%5BJournal%5D)">Systematic and integrative analysis of large gene lists using DAVID bioinformatics resources.</a> Nature Protocols. 4 (1), 44-57 (2009).</li>
<li>Huang da, W., Sherman, B. T., Lempicki, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bioinformatics+enrichment+tools%3A+paths+toward+the+comprehensive+functional+analysis+of+large+gene+lists%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Research%22%5BJournal%5D)">Bioinformatics enrichment tools: paths toward the comprehensive functional analysis of large gene lists.</a> Nucleic Acids Research. 37 (1), 1-13 (2009).</li>
<li>Evaluating RNA Quality from FFPE Samples. Illumina. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/technotes/evaluating-rna-quality-from-ffpe-samples-technical-note-470-2014-001.pdf">https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/technotes/evaluating-rna-quality-from-ffpe-samples-technical-note-470-2014-001.pdf</a> (2016).</li>
</ol>

עבודה זו ממומנת על ידי המכון הלאומי לסרטן (NCI), המכון הלאומי לבריאות (NIH). המחקר הביו-רפואי של ליידוס, Inc הוא התפעול וקבלן התמיכה הטכנית עבור המעבדה הלאומית פרדריק לחקר הסרטן אשר ממומנת במלואה על ידי NIH. מספר מחברים (YZ, MM, KT, YL, JS, BT) מזוהים עם ליידוס ביו מחקר, Inc., אבל כל המחברים ממומנים במלואה על ידי המכון הלאומי לסרטן כולל משכורות של סופרים וחומרי מחקר. ליידוס מחקר ביורפואי, Inc. לא סיפק משכורת עבור המחברים (YZ, MM, KT, YL, JS, BT) או חומר למחקר, וגם לא היה לו כל תפקיד בעיצוב המחקר, איסוף נתונים, ניתוח, החלטה לפרסם, או הכנת כתב היד.

השיטה המתוארת כאן מתארת את הצעדים העיקריים הנדרשים לקבלת נתוני רצף טובים מדגימות FFPE-RNA. הנקודות העיקריות לשקול עם שיטה זו הם: (1) ודא כי ה-RNA נשמר הטוב ביותר ככל האפשר לאחר החילוץ על ידי מזעור הטיפול לדוגמה, הקפאת והפשרה מחזורים. הפרדת מסדר QC מסייעת רבות. (2) השתמש במדד QC שהוא הטוב ביותר עבור ערכת המדגם הנתונה. ערכי RIN ו-DV200 אינם שימושיים לעתים קרובות עבור דגימות שאינן מועילות, ו-dv100 עשוי להיות מדד הבחירה כדי להעריך את האיכות בערכת דגימה נתונה. (3) לקבלת דוגמאות מסוימות, מומלץ להשתמש בקלט...

השימוש בגישות הדור הבא איפשר לנו ללקט שפע של מידע מסוגים שונים של דגימות. עם זאת, מדגמים ישנים ומשומרים שנשמרו אינם מעשיים עבור השיטות הנפוצות של יצירת נתוני רצף ולעיתים קרובות דורשות שינויים בפרוטוקולים מבוססים היטב. רקמות ffpe לייצג סוג כזה מדגם כי כבר מנוצל נרחב עבור דגימות קליניות1,2,3. בעוד שימור FFPE שומר מורפולוגיה רקמות, חומצות גרעין ברקמות FFPE בדרך כלל מוצג מגוון רחב של נזק והשפלה, מה שמקשה לאחזר את המידע גנומית שעשוי להוביל תובנות חשובות על מנגנונים מולקולריים בבסיס הפרעות שונות.
ביטוי גנים נתונים שנוצרו על-ידי רצפי RNA הוא לעתים קרובות אינסטרומנטלי בלימוד מחלות ומנגנוני התנגדות ומשלים ניתוח מוטציה DNA. עם זאת, RNA הוא פגיע יותר השפלה, מה שהופך אותו מאתגר יותר להפיק נתונים ביטוי גנים מדויקים מרקמות FFPE. יתרה מזאת, מכיוון שהזמינות הרחבה והזולה של רצפי הרצף התבצעה לאחרונה, דגימות ישנות יותר לא אוחסנו לעתים קרובות בתנאים הנדרשים לשמירה על שלמות ה-RNA. חלק מהנושאים של דגימות FFPE כוללים השפלה של RNA עקב הטבעה של פרפין, שינוי כימי של RNA המוביל פיצול או refractoriness לתהליכים אנזימטיים הנדרש לרצף, ואובדן של זנבות פולי, הגבלת הישימות של oligo-dT כמו פריימר עבור היפוך טראנסקריפט4. אתגר נוסף הוא טיפול/אחסון של דגימות ffpe תחת תנאים מיטביים, אשר עשוי להוביל לירידה נוספת של מולקולות יציב משך כגון RNA ברקמות5. זה רלוונטי במיוחד עבור דגימות ישנות שייתכן שנאספו בזמן כאשר ניתוח ביטוי גנטי על ידי רצפי RNA לא ציפינו לדגימות. כל אלה להוביל לירידה באיכות וכמות של RNA שחולצו זמין ליצירת נתונים רצף שימושי. ההסתברות הנמוכה של הצלחה, בשילוב עם עלות גבוהה של רצף, יש הניאך חוקרים רבים מלנסות ליצור ולנתח את הנתונים ביטוי גנים מדגימות FFPE שימושי פוטנציאלי. כמה מחקרים בשנים האחרונות הפגינו שימושיות של רקמות ffpe עבור ניתוח ביטוי גנטי2,6,7,8,9, אם כי עבור פחות ו/או יותר דוגמאות לאחרונה.
כמחקר היתכנות, השתמשנו RNA שחולצו מתוך דגימות מרקמת הגידול FFPE של שלושה מאגרים רקמת שיורית מ מעקב, אפידמיולוגיה, ותוצאות סוף (הנביא) סרטן הרישומים עבור רצפי RNA וביטוי גנטי ניתוח10. הושגו ממעבדות פתולוגיה קלינית, רקמות ffpe של השחלות הגבוהה נסיובי אדנוקרצינומות אוחסנו מ 7 – 32 שנים בתנאים משתנים לפני החילוץ RNA. כי ברוב המקרים בלוקים אלה אוחסנו באתרים שונים במשך שנים ללא ציפייה של כל ניתוח גנטי רגיש בעתיד, לא הרבה טיפול נלקח כדי לשמר את חומצות גרעין. כך, רוב הדגימות הציגו RNA באיכות ירודה, עם חלק גדול של דגימות מזוהם עם חיידקים. עם זאת, הצלחנו לבצע כימות גנים, למדוד את האחידות ואת ההמשכיות של כיסוי גנים, ולבצע את ניתוח מתאם פירסון בין משכפל ביולוגי כדי למדוד את התוכנות. מבוסס על קבוצה של מפתח חתימה הפאנל הגן, השוונו את הדגימות במחקר שלנו עם הגנום של סרטן אטלס (TCGA) הנתונים ואישר כי כ 60% של דגימות היה ביטוי גנים דומה פרופילים11. בהתבסס על הקורלציה בין תוצאות QC שונות ומטא-נתונים לדוגמה, זיהינו מדדי QC מרכזיים בעלי ערך ניבוי טוב לזיהוי דגימות שסבירות גבוהה יותר להפקת נתונים רצף שמישים11.
כאן נתאר את המתודולוגיה המשמשת להערכת איכות של FFPE-RNA, יצירת ספריות ברצף החל מדגימות RNA שחולצו, וניתוח ביולוגי של נתוני הרצף.

<table><tbody><tr><td>2100 Bioanalyzer</td><td>Agilent</td><td>G2939BA</td><td></td></tr><tr><td>Agilent DNA 7500 ערכת</td><td>Agilent</td><td>5067-1506</td><td></td></tr><tr><td>ערכת DNA ברגישות גבוהה</td><td>Agilent</td><td>5067-4626</td><td></td></tr><tr><td>Agilent RNA 6000 Nano Kit</td><td>Agilent</td><td>5067-1511</td><td></td></tr><tr><td>AllPrep DNA/RNA FFPE KIT</td><td>Qiagen</td><td>80234</td><td></td></tr><tr><td>CFX96 מערכת</td> <td>מגע</td> ערכת כימות ספריית <td>1855195</td><td></td>Bio-Rad</tr><tr><td>v2-Illumina</td><td>KapaBiosystems</td><td>KK4824</td><td></td></tr><tr><td>NEBNext Ultra II ערכת הכנה לספריית RNA כיוונית עבור Illumina</td><td>New England Biolabs</td><td>E7765S</td><td>https://www.neb.com/protocols/2017/02/07/protocol-for-use-with-ffpe-rna-nebnext-rrna-depletion-kit</td></tr><tr><td>NEBNext rRNA ערכת דלדול (אדם/עכבר/חולדה)</td><td>ניו אינגלנד Biolabs</td><td>E6310L</td><td></td></tr><tr><td>NextSeq 500 מערכת ריצוף</td><td>Illumina</td><td>SY-415-1001</td><td>NextSeq 500 מדריך מערכת: https://support.illumina.com/content/dam/illumina-support/documents/documentation/system_documentation/nextseq/nextseq-500-system-guide-15046563-06.pdf</td></tr><tr><td>NextSeq PhiX Control</td><td>Kit Illumina</td><td>FC-110-3002</td><td></td></tr><tr><td>NSQ 500/550 Hi Output KT v2.5 (150 CYS)</td><td>Illumina</td><td></td><td></td></tr><tr><td>20024907 10X גנומיקה מפריד מגנטי</td><td>10X גנומיקה</td><td>120250</td><td></td></tr><tr><td>מסובב מולטי מיקסר</td><td>VWR</td><td>13916-822</td><td></td></tr><tr><td>C1000 מגע תרמי Cycler</td><td>Bio-Rad</td><td>1851197</td><td></td></tr><tr><td>ערכת ריאגנט רצף</td><td>Illumina</td><td>20024907</td><td></td></tr><tr><td>Flow Cell Package</td><td>Illumina</td><td>20024907</td><td></td></tr><tr><td>מחסנית חיץ ומחסנית המגיב</td><td>Illumina</td><td>20024907</td><td></td></tr><tr><td>תמיסת נתרן הידרוקסיד (0.2N)</td><td>Millipore Sigma</td><td>SX0607D-6</td><td></td></tr><tr><td>TRIS-HCL Buffer 1.0M, pH 7.0</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>50-151-871</td><td></td></tr></tbody></table>

אופטימיזציה לרצף וניתוח של הירידה ffpe-בדיקות rna

Optimization for Sequencing and Analysis of Degraded FFPE-RNA Samples

ביטוי גנטי ניתוח על-ידי רצפי RNA (RNA-seq) מאפשר תובנות ייחודיות לתוך דגימות קליניות שעלולות להוביל להבנת המנגנון של הבסיס למחלות שונות, כמו גם התנגדות ו/או מנגנוני הרגישות. עם זאת, רקמות FFPE, המייצגים את השיטה הנפוצה ביותר לשימור מורפולוגיה של רקמות בדגימות קליניות, אינן המקורות הטובים ביותר לניתוח ביטוי גנטי בפרופיל. ה-RNA שהושג מדגימות כאלה הוא מפורק לעתים קרובות, מפוצל, ושונה כימית, אשר מוביל לספריות רצפי משנה מיטביות. בתורו, אלה ליצור נתוני רצף באיכות ירודה שאינם אמינים עבור ניתוח ביטוי גנים גילוי מוטציה. כדי לעשות את המרב מדגימות FFPE ולהשיג את הנתונים הטובים ביותר האפשריים מדגימות באיכות נמוכה, חשוב לנקוט אמצעי זהירות מסוימים תוך תכנון תכנון ניסיוני, הכנת ספריות ברצף ובמהלך ניתוח נתונים. הדבר כולל את השימוש במדדים המתאימים לבקרת איכות מדויקת (QC), המזהה את השיטות הטובות ביותר לשלבים שונים במהלך יצירת הספריות ברצף, והקפד על הספרייה QC. בנוסף, החלת כלי תוכנה נכונה ופרמטרים עבור ניתוח נתונים רצף הוא קריטי על מנת לזהות פריטים בנתוני RNA-seq, לסנן את הזיהום באיכות נמוכה קורא, להעריך אחידות של כיסוי גנים, ולמדוד את הגישה המתוכנת של פרופילי ביטוי גנים בין משכפל ביולוגי. שלבים אלה יכולים להבטיח דיוק גבוה ומהווה התוכסות ליצירת פרופיל של דגימות RNA הטרוגנית מאוד. כאן אנו מתארים את השלבים השונים עבור מדגם QC, הכנה לספרייה ו-QC, רצף וניתוח נתונים שיכולים לסייע להגדיל את כמות הנתונים השימושיים שהתקבלו מ-RNA באיכות נמוכה, כגון זה שהתקבל מרקמות FFPE-RNA.

המתודולוגיה שתוארה לעיל הוחלה על 67 FFPE דגימות שאוחסנו תחת מגוון של תנאים שונים עבור 7 – 32 שנים (המדגם החציוני זמן אחסון היה 17.5 שנים). תוצאות ערכת הנתונים והניתוח שהוצגו כאן תוארו בעבר ופורסמו בז ואח '11. על בדיקת איכות המדגם כמתואר קודם (כלומר, עקבות למשל באיור 2), DV100 נמצא שימושי יותר מ-dv200 משום שהוא רגיש יותר למדוד במדויק את הפרופורציה של גודל קטעים קטנים יותר עבור דגימות RNA המושפל מאוד.
בערכת הדגימה הנתונה...

שיטה זו מתארת את השלבים כדי לשפר את האיכות והכמות של נתוני הרצף שניתן להשיג באמצעות דגימות RNA מוטבעות (FFPE) קבועות של שעווה מוטבעת של formalin. אנו מתארים את המתודולוגיה להעריך יותר במדויק את האיכות של הדגימות FFPE-RNA, להכין ספריות ברצף, ולנתח את הנתונים מ FFPE-RNA דגימות.

אופטימיזציה לרצף וניתוח של הירידה FFPE-בדיקות RNA

Gene expression analysis by RNA sequencing (RNA-seq) enables unique insights into clinical samples that can potentially lead to mechanistic understanding ...

ניתן להשתמש בפרוטוקול שלנו כדי לשפר את האיכות והכמות של נתוני ביטוי גנים הנוצרים מדגימות RNA שמקורן ב- FFPE, במיוחד בדגימות איכות תת-אופטימליות. טכניקה זו מעריכה את איכות ה- RNA בדגימות רקמת FFPE ומאפשרת אופטימיזציה של העיבוד במורד הזרם שלהם כדי לשפר את הכמות והאיכות של נתוני רצף הדגימה. שיטה זו מאפשרת אפיון מקיף של תעתיק בדגימה ביולוגית וקלינית ועשויה לספק תובנה לגבי אלמנטים תפקודיים של הגנום בהתפתחות ומחלות.השפלת FFPE-RNA ובחירת השיטות עבור QC לדוגמה, הכנת ספריה, וניתוח נתונים יכול להיות כל מאוד מסובך. הקפד לבחור את השיטות הנכונות ואת הפקדים המתאימים. הדגמה חזותית מאפשרת לצופים להתבונן בשינויים ואמצעי הזהירות העדינים הקטנים הדרושים במהלך התכנון, ההערכה ותהליך רצף במיוחד עבור דגימות FFPE שהשתמרו בצורה גרועה.כדי לבדוק את האיכות של מדגם RNA, להפעיל את המדגם על מערכת QC RNA על פי הוראות היצרן ולהשתמש בתוכנת bioanalysis המתאימה כדי לנתח את ההפצה של שברי RNA בתוך המדגם כדי לחשב את שיעור שברים יותר מ 100 ו 200 נוקלאוטידים. בהתבסס על מדדי QC, זהה את הדגימות עם פחות מ- 40% מהקטעים שאורךם יותר מ- 100 נוקלאוטידים כדי לאפשר אי-הכללה של דגימות אלה לעיבוד. לריקד, מפשירים את ערכות הרווקות המתאימות לפי פרמטרי הריצה באמבט מים בטמפרטורת החדר ומנחים את מגש הרייטנס בארבע מעלות צלזיוס לאחר הפשרה.מניחים את חבילת תא הזרימה בטמפרטורת החדר למשך 30 דקות. בזמן שהחבילה מתחממת, פתחו את היישום Illumina Experiment Manager ובחרו 'צור גיליון לדוגמה'. בחר את הרצף בו יש להשתמש ולחץ על הבא.הזן את ברקוד ערכת הריג'נט ואת הפרמטרים המתאימים האחרים של זרימת העבודה. לאחר מכן העלה גיליון לדוגמה שנוצר בהתאם לקריטריוני הרצף של אילומינה. כדי להכין את הספרייה לדוגמה ואת ספריית הבקרה PhiX, denature ולדלל את הספריות לריכוזים המתאימים ולערבב את המדגם ואת ספריות הבקרה PhiX כדי לקבל יחס נפח בקרה 5%PhiX.כאשר תאי הזרימה מוכנים, להסיר את העטיפה, לנקות את משטח הזכוכית עם לנגב אלכוהול ללא מוך, ולייבש את הזכוכית עם רקמת מעבדה מוך נמוך. הסר את מחסנית הריג'נט מאחסון של ארבע מעלות צלזיוס והפוך את המחסנית חמש פעמים כדי לערבב את הראוגנטים. הקישו בעדינות על המחסנית על הספסל כדי להפחית את בועות האוויר ולדעון את הדגימה המדולללת והמדולרת לתוך מחסנית הריג'נט במאגר המיועד.טען את תא הזרימה, מחסנית המאגר ומחסנית הריג'נט למערכת. לאחר מכן בצע בדיקה אוטומטית וסקור את הפלט כדי להבטיח ש הפרמטרים של ההפעלה יעברו את בדיקת המערכת. לאחר השלמת הסימון האוטומטי, בחר התחל כדי להתחיל את הפעלת הריצוף.כדי להמחיש את תוצאות QC קדם-עיבוד ו- QC לאחר יישור, הפעל מרובה QC כדי ליצור דוח מצטבר בתבנית HTML. כדי לקבוע אפקטי אצווה ולהעריך את מפת האיכות של ערכת הנתונים הנתנה, השתמש בקובץ Script של R כדי להפעיל ניתוח רכיבים ראשי. לאחר מכן ניתן לבצע ניתוח מתאם לדוגמה באמצעות מתאם פירסון בין דגימות שונות.הערכת שיעור שברים ארוכים מ-100 נוקלאוטידים שימושית יותר מהערכת הקטעים שמשך זמן רב יותר מ-200 נוקלאוטידים, משום שהיא רגישה יותר למדידה מדויקת של שיעור גדלי שברים קטנים יותר עבור דגימות RNA מושפלות מאוד. בהתחשב ברמה הגבוהה של השפלה בקבוצה מדגם, שיטת הכנה הכוללת ספריית RNA מומלץ. לדוגמה, כאן מוצגות ספריות רצף שהוכנו מארבע דוגמאות שונות.כאן מוצגות סקירות של איכות רצף קבצים גולמי של FastQ ותוכן מתאם לדוגמה. סינון FastQC יכול לעזור לזהות זיהום כגון זיהום חיידקי או עכבר בתוך הדגימות. ניתן להשתמש ביישור STAR כדי לקבוע את שיעור הקריאות הממופות לגנום הייחוס, את אחוז ההפניות הממופות באופן ייחודי לגנום הייחוס ואת שיעור ההפניות שלא מופו, או ש מופו ללוצ'י מרובים.ניתן להשתמש בסטטיסטיקות הכרטיס וה- RSeQC כדי לקבוע את אחוז ה- RNAs של השליחים, הבסיסים האסטרוניים והבין-גניים הקיימים בקריאה הממופה. עבור ניתוחים מייצגים אלה, כמה ספריות מושפלות היו שלוש הטיה עיקרית שבה קריאות יותר מופו קרוב יותר לשלושה פריים מאשר לסוף חמשת הפריים. בנוסף, ניתוח רכיבים עיקריים יכול להתבצע כדי לקבוע את אחוז הווריאציה הכוללת שנלכדה על ידי הרכיבים העיקריים עבור השכפולים הביולוגיים של כל מדגם.יש לדאוג כדי למנוע השפלה מדגם, להכין שכפולים ומעילים מרובים עבור כל מדגם, להשתמש במדדים המתאימים כדי להעריך את איכות המדגם, ולהשתמש בשיטת הכנת הספרייה הנכונה. באמצעות מתודולוגיה זו, מחקרי NGS גדולים יותר יכולים להתבצע עם דגימות FFPE שלא היו שמיש בעבר עם זמני אחסון ותנאי אחסון משתנים כדי לקבל תובנות על מגוון מצבי מחלה שונים. טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים לחקור ארכיונים גדולים קיימים של מדגם FFPE עם מידע קליני עשיר והוא יכול לשפר מאוד מחקרי סרטן מבוססי אוכלוסייה.

optimization-for-sequencing-and-analysis-of-degraded-ffpe-rna-samples

Research

JoVE Journal

Genetics

גנטיקה

ניתוחי RNA-רצף וביואינפורמטיקה שמשו לזהות גורמי שעתוק הביעו באופן משמעותי ואופן דיפרנציאלי בתת אוכלוסיות לין-CD34 + ולין-CD34- של EMLcells עכבר. גורמי שעתוק אלו עשויים לשחק תפקיד חשוב בקביעה לעבור בין תאי לין-CD34- לין-CD34 + ומובחן באופן חלקי עצמי חידוש.

זיהוי של גורמי מפתח עם הרגולציה עצמית התחדשות והתמיינות בתאי EML המטופואטיות מבשר על ידי ניתוח RNA-רצף

אנו מתארים שיטה מבוססת ריצוף RNA ממוקדת הכוללת הכנת ספריות cDNA באינדקס, הכלאה ולכידה עם בדיקות מותאמות אישית וניתוח נתונים כדי לחקור תעתיקים נבחרים לביטוי גנים, מוטציות ואיחוי גנים. RNAseq ממוקד מאפשר הערכה חסכונית ומהירה של תמלילים נבחרים ברצף שולחני.

ממוקד RNA רצף Assay לאפיון ביטוי גנים ושינויים הגנום

פרוטוקול זה מתאר שימוש קומבינטורית של שבב-seq, 4sU-seq, הכולל RNA-seq ריבוזום פרופיל עבור שורות תאים ותאים הראשי. הוא מאפשר מעקב אחר שינויים בגורם שעתוק כריכה, תמלול דה נובו , עיבוד RNA, מחזור, תרגום לאורך זמן, ומציג את השתלשלות האירועים הכוללת בתאים מופעל ו/או המשתנה במהירות.

ניתוח בזמן אמת של גורם שעתוק כריכה, תמלול, תרגום, מחזור ולהציג אירועים גלובליים במהלך ההפעלה הסלולרית

פורמלין-קבוע דגימות פרפין-מוטבע מהווים מקור חשוב של סמנים מולקולריים של מחלות אנושיות. כאן אנו מציגים פרוטוקול הכנה ספריית cDNA מבוסס המעבדה, בתחילה עוצב עם RNA טריים קפואים, באופן מיטבי עבור הניתוח של מיקרו Rna בארכיון של רקמות מאוחסן עד 35 שנים.

רצף MicroRNA רטרוספקטיבה: DNA משלימים ספריית הכנת פרוטוקול באמצעות פורמלין-קבוע RNA פרפין-מוטבע דגימות

פרוטוקול זה מספק חוקרים עם כלי חדש כדי לפקח על הנאמנות של שעתוק אורגניזמים דגם מרובים.

מעקב ברמת הגנום של שגיאות תיעתוק היצורים האיקריוטים

אנו מציגים פרוטוקול RNA קטן מפורט של הספרייה רנ א עם פחות הטיה מאשר שיטות סטנדרטיות רגישות מוגברת עבור 2 '-O-מתיל RNAs. פרוטוקול זה יכול להיות בעקבות שימוש ריאגנטים תוצרת בית כדי לחסוך עלות או באמצעות ערכות לנוחות.

שיפור רנ א קטן-seq: פחות הטיה וזיהוי טוב יותר של 2 '-O-מתיל RNAs

התנגדות תרפיה מתפתחת לעתים קרובות בחולים עם סרטן הערמונית מתקדם, ובמקרים מסוימים, סרטן מתקדם לסוג קטלני שנקרא סרטן הערמונית נוירואנדוקריניים. הערכת קטן ללא קידוד RNA-תיווך שינויים מולקולריים המאפשרים מעבר זה יאפשר מחלות טוב יותר ריבוד וזיהוי של מנגנונים סיבתי המובילים לפיתוח של סרטן הערמונית נוירואנדוקריניים.

רצפי RNA קטן ללא קידוד מתוך פורמאלין-רקמות קבועות וסרום-אקסוזומים נגזרות מחולי סרטן הערמונית עמידים סירוס

כאן, אנו מתארים פרוטוקול מפורט לשיטת ריצוף מבוססת LC-MS שיכולה לשמש כשיטה ישירה לרצף RNA קצר (&lt;35 nt לריצה) ללא ביניים cDNA, וכשיטה כללית לרצף שינויים שונים בנוקלאוטידים במחקר יחיד בדיוק של בסיס יחיד.

2D-HELS MS Seq: שיטה כללית מבוססת LC-MS לריצוף ישיר ודה נובו של תערובות RNA עם שינויים שונים בנוקלאוטידים

הפרוטוקול מספק הוראות לשינוי RNA עם דימתיל סולפט לניסויים בפרופיל מוטציות. הוא כולל בדיקה במבחנה ו - in vivo עם שתי שיטות הכנה חלופיות לספרייה.

בדיקת מבנה RNA עם פרופיל מוטציה של דימתיל סולפט עם ריצוף במבחנה ובתאים

פרוטוקול זה מאפשר בקרת איכות ראשונית לניסויי RNA-seq עבור ביולוגים במעבדה רטובה עם ניסיון מוגבל בביואינפורמטיקה.

Rup (צינור הערכת שימושיות RNA-seq) - בקרת איכות לניסויי RNA-seq בתפזורת באיקריוטים

למד אופטימיזציה של רצף RNA מדגימי FFPE לשיפור איכות נתוני ביטוי גנים. שיטה זו מאפשרת הערכת איכות RNA והכנת ספריות מתאימות למחקר ביולוגי וקליני.

אופטימיזציה לרצף וניתוח של הירידה FFPE-בדיקות RNA

גלה סרטונים נוספים