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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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Questo rapporto descrive un protocollo per misurare i livelli assoluti di miRNA al plasma, usando trascrizione d'inversione quantitativa Real-Time PCR, con o senza pre-amplificazione. Questo protocollo offre una migliore comprensione della quantità di plasma Mirna e permette la valutazione qualitativa dei dati corrispondenti da diversi studi o laboratori.
RT-qPCR è uno dei metodi più comuni per valutare i miRNA obiettivo individuale. Livelli di Mirna sono generalmente misurati rispetto a un campione di riferimento. Questo approccio è appropriato per l'esame di cambiamenti fisiologici nei livelli di espressione del gene bersaglio. Tuttavia, la quantificazione assoluta usando meglio l'analisi statistica è preferibile per una valutazione completa dei livelli di espressione genica. Quantificazione assoluta è ancora non di uso comune. Questo rapporto descrive un protocollo per misurare i livelli assoluti di miRNA al plasma, usando RT-qPCR con o senza pre-amplificazione.
Un volume fisso (200 µ l) di plasma EDTA è stato preparato dal sangue raccolto dalla vena femorale di scimmie cynomolgus cosciente (n = 50). il RNA totale è stato estratto utilizzando sistema commercialmente disponibile. Al plasma miRNA sono stati quantificati dall'analisi di RT-qPCR sonda-based che contiene specifici miRNA avanti/indietro PCR primer e sonda. Le curve standard per quantificazione assoluta sono state generate utilizzando oligonucleotidi da RNA sintetici disponibile in commercio. Un sintetico cel-miR-238 è stato usato come un controllo esterno per la valutazione di qualità e di normalizzazione. I miRNA che ha mostrato la quantificazione ciclo (Cq) valori superiori a 35 sono stati pre-amplificati prima il passo di qPCR.
Tra i 8 Mirna esaminati, miR-122, miR-133a e miR-192 erano rilevabili senza pre-amplificazione, considerando che miR-1, miR-206 e miR-499a necessari pre-amplificazione a causa dei loro livelli di espressione bassa. MiR-208a e miR-208b non erano rilevabili anche dopo pre-amplificazione. L'efficienza di elaborazione del campione è stata valutata dai valori Cq di spillo cel-miR-238. In questo metodo di analisi, tecnica variazione è stata stimata in meno di 3 volte e il limite inferiore di quantificazione (LLOQ) era 102 copia / µ l, per la maggior parte dei miRNA esaminati.
Questo protocollo fornisce una migliore stima della quantità di plasma Mirna e permette la valutazione della qualità dei dati corrispondenti da diversi studi. Considerando che il basso numero di miRNA nei liquidi corporei, pre-amplificazione è utile per migliorare la rilevazione di mal espresso Mirna.
Un numero crescente di studi è stati esplorare i microRNA (Mirna) come biomarcatori per la diagnosi e la prognosi di tumori, o di monitoraggio e rilevamento di altre malattie in studi non clinici e clinici1,2,3 . Trascrizione d'inversione quantitativa Real-Time PCR (RT-qPCR) è uno dei metodi più comuni utilizzati per valutare i miRNAs obiettivo individuale, perché questa tecnica è più sensibile la sequenza di RNA e microarray4 basato su piattaforme5. In generale, espressione dei miRNA è misurata rispetto a un campione di riferimento utilizzando il metodo di ΔCq6. Questo approccio è adatto per indagare i cambiamenti fisiologici nei livelli di espressione del gene bersaglio. Tuttavia, quantificazione relativa di Mirna in circolazione ha limitato l'utilità a causa delle loro piccole quantità. Inoltre, variazione tecnica rende difficile confrontare i risultati di diversi studi, perché diversi laboratori personalizzare i protocolli sperimentali di RT-qPCR in modo diverso, che porta a incoerente o contraddittoria anche risultati da diversi studi7.
In considerazione delle problematiche di cui sopra, quantificazione assoluta potrebbe essere più adatto per la valutazione delle quantità piccole di miRNA nei liquidi corporei. Il metodo di quantificazione assoluta utilizza una curva standard generata da concentrazioni note di oligonucleotidi sintetici di RNA che sono identici in sequenza per la corrispondente destinazione miRNA8. La salute e l'Istituto di scienze ambientali (HESI) Comitato tecnico sulla genomica ha recentemente condotto studi completi per confrontare i risultati di misure assolute di Mirna al plasma, in più siti di prova. I risultati hanno mostrato che utilizzando un protocollo standard per la quantificazione assoluta di Mirna ha dato risultati comparabili tra i siti di più prova9. Il metodo di analisi di RT-qPCR descritto nel presente studio è quasi identico al protocollo standard di HESI, che include analisi "multiplex" di molteplici obiettivi di miRNA e pre-amplificazione per facilitare il rilevamento di bassa espressione di Mirna.
In questo studio, un volume fisso (200 µ l) di plasma EDTA preparato dal sangue raccolti dalla vena femorale di scimmie cynomolgus cosciente (n = 50) è stato usato10. Il seguente protocollo descrive la procedura per la preparazione di campioni di plasma, estrazione di miRNA e RT-qPCR, tra cui pre-amplificazione. Ancora più importante, ulteriori informazioni tecniche sul protocollo sono stato inclusi, affinché la quantità di destinazione miRNA nei campioni possa essere convalidata in combinazione con un processo ben qualificato. In primo luogo, la curva standard di ciascun miRNA è stata validata per la sua gamma di rilevazione individuale, prima della relativa quantificazione in campioni biologici. In secondo luogo, la qualità della metodologia corrente completamente è stata valutata per mezzo di valori Cq di un controllo esterno (cel-miR-238). Pertanto, questa piattaforma produce dati più informativi e affidabili per confrontare i risultati di diversi studi o laboratori.
I profili dei 8 miRNA sono stati inclusi in questo rapporto come risultati rappresentativi dal metodo di analisi descritto qui. Questi miRNA sono stati proposti come potenziali biomarcatori di sicurezza associate a lesioni dei tessuti al fegato (miR-122 e miR-192), cuore (miR-1, miR-208a, miR-208b e miR-499a) e muscolo scheletrico (miR-133a e miR-206) in roditori ed esseri umani3, 11,12,13.
Tutti gli esperimenti sono stati approvati dal istituzionale Animal Care e uso Comitato di Daiichi Sankyo Co., Ltd.
1. preparazione del campione
2. estrazione del RNA
3. sintesi del cDNA
4. preamplificazione (opzionale)
Nota: I miRNA che mostrano valori di Cq sopra 35 o più in qPCR successive sono pre-amplificati.
5. quantitative PCR in tempo reale (qPCR)
6. analisi dei dati
Flusso di lavoro di analisi di miRNA da RT-qPCR e la valutazione di qualità deit
La figura 1 Mostra il flusso di lavoro di analisi di miRNA da campioni di sangue usando qPCR10. La qualità degli esperimenti può essere verificata includendo cel-miR-238 come un controllo esterno. Questo rivelerà varianti tecniche in estrazione del RNA e i processi successivi RT-qPCR. In questo studio, la media ± SD di Cq valori calcolati da 50 campioni era 21.0 ± 0,4 (tabella 1). Se il cel-miR-238 è stato diluito a causa del passaggio di pre-amplificazione, il valore di Cq era 24,2 ± 0,4 (tabella 1). Nel metodo di analisi descritto qui, l'entità della variazione tecnica è stata stimata per essere inferiore a 3 volte sulla base della differenza nei valori Cq. Il grado di variazione siamo stati coerente anche quando il passaggio aggiuntivo di pre-amplificazione doveva essere incluso. Questi valori sono compatibili con quelli per altri campioni da diverse specie animali, come topi, ratti e gli esseri umani effettuata in questo laboratorio (dati non mostrati).
Fascia rilevabile dalla curva standard per destinazione miRNA
Nessun pre-amplificazione dei campioni
Il prodotto di (RT) inverso trascritto da oligonucleotidi sintetici di RNA alle concentrazioni di 1 x 107 copia / µ l in serie era diluito prima della qPCR successive. Queste serie sono state utilizzate per la generazione di curva standard, che ha garantito la copertura coerente di tutti i campioni biologici che erano rilevabili senza passaggio di pre-amplificazione. I valori di Cq del campione di riferimento alla concentrazione di 1 x 102 copia / µ l erano generalmente nei pressi di cut-off livelli per ogni destinazione miRNA. Di conseguenza, il limite di rilevazione è stato stimato a 1 x 102 copia / µ l (Figura 3).
Campioni pre-amplificati
Per determinare l'intervallo rilevabile di campioni che richiedono pre-amplificazione, sono stata confrontata due differenti serie di campioni diluiti, come illustrato nella Figura 4. Per la generazione di curva standard A, sono state preparate diluizioni seriali del prodotto RT prima del passaggio di pre-amplificazione. Poi la serie di norme pre-amplificate sono stata utilizzata per qPCR successive. Per la generazione di curva standard B, la prima diluizione era fatta di campioni pre-amplificati per una concentrazione di 1 x 105 copia / µ l. Queste curve standard ha mostrato limiti di rilevazione apparentemente differenti (Figura 5). Anche se la curva standard B ha mostrato gamma lineare di aumento fino a 1 copia / µ l, curva standard A non poteva essere usato per ampliconi specifici a concentrazioni inferiori a 102 o 103 copia / µ l (Figura 5). Questo risultato ha indicato che la quantità estremamente ridotte di Mirna non può essere valutato anche con passaggio di pre-amplificazione. Inoltre, i campioni pre-amplificati devono essere interpretati con attenzione quando i valori di Cq sono > 30, perché i limiti di rilevazione dei campioni pre-amplificati erano vicino a questo valore. Pertanto, come regola, curva standard B è stato utilizzato nel metodo descritto qui, dopo aver determinato l'intervallo rilevabile, solo al fine di evitare l'uso di numero insufficiente di appezzamenti standard.
Di conseguenza, il limite inferiore di quantificazione (LLOQ) era 102 copia / µ l per la maggior parte dei miRNA (Figura 3 e Figura 5). Solo miR-1 hanno mostrato un LLOQ più alto (103 copia / µ l) (Figura 5). L'efficienza di amplificazione medio era circa il 90%, con il coefficiente di correlazione (R2) delle curve standard che vanno da 0,998 a 1.000. I tratti distintivi di un'accurata analisi di RT-qPCR sono considerati un lineare R2 pari o superiore a 0,98 e un'efficienza di amplificazione di PCR di 90-110%17. Di conseguenza, la qualità delle curve standard nell'analisi è stata verificata.
Effetti di pre-amplificazione per piccole quantità di Mirna
I miRNA che hanno mostrato i valori Cq sopra 35 o superiore in qPCR successive erano pre-amplificati. Questa procedura migliorata la rilevazione di piccoli quantitativi di Mirna. Per esempio, i valori di Cq (media ± SD) di non pre-amplificata miR-206 era 37,9 ± 1,9, mentre quelle di pre-amplificate miR-206 è diminuito a 27,0 ± 2.2. Differenze significative tra le coppie di misurazione duplicati sono state osservate in campioni non pre-amplificata a valori elevati di Cq (Figura 6). Al contrario, pre-amplificati campioni hanno mostrato valori quasi uguali in duplicati (Figura 6). Questi risultati hanno indicato che pre-amplificazione sarebbe efficace per fornire dati più precisi e affidabili in caso di piccole quantità di campioni.
Profilatura di Mirna al plasma nella scimmia cynomolgus
Utilizzando la piattaforma di analisi stabiliti, i livelli del plasma di 8 Mirna (miR-1, miR-122, miR-133a, miR-192, miR-206, miR-208a, miR-208b e miR-499a) da 50 cynomolgus scimmie sono stati analizzati (Figura 7)10. In questo saggio, miR-122, miR-133a e miR-192 erano rilevabili senza pre-amplificazione, considerando che miR-1, miR-206 e miR-499a necessari pre-amplificazione a causa dei loro livelli di espressione bassa. Tuttavia, miR-208a né miR-208b era rilevabile anche con pre-amplificazione. I dati non sono stati distribuiti normalmente; di conseguenza, una trasformazione logaritmica è stata effettuata per calcolare la media e le deviazioni standard. Tra i miRNA esaminati, miR-122 ha mostrato il più alto livello del plasma (5,71 x 104 copia / µ l), con una piccola gamma dinamica (20 volte). In contrasto, ampi intervalli dinamici sono stati osservati per miR-1 (581-fold), miR-133a (971-fold) e miR-206 (426-fold).

Figura 1 : Flusso di lavoro schematico di miRNA analisi di RT-qPCR. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2 : Flusso di lavoro schematico di trascrizione d'inversione del dosaggio di miRNA. Una piscina che contiene fino a 4 destinazione miRNA può essere fatto mescolando i primer RT 20x di ciascuno dei miRNA in piscina. Cel-miR-238 (controllo esterno) deve essere incluso come uno dei miRNA target in ogni provetta. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
| analisi dei dati miR-238 | ||
| Senza Pre-amplificazione |
Con Pre-amplificazione |
|
| N | 50 | 50 |
| Significa | 21,0 | 24,2 |
| SD | 0.4 | 0.4 |
| Max Cq | 21,8 | 25,3 |
| Cq min | 20,3 | 23,5 |
| Median | 21,0 | 24,2 |
| Max-Min | 1.3 | 1.8 |
| Efficacia di amplificazione | 89 | 89 |
| Variazione | 2.4 | 2.8 |
Tabella 1: valutazione della qualità utilizzando i valori di ciclo (Cq) quantificazione del cel-miR-238. Varianti tecniche sono stati valutati dai valori Cq di miR-238 in ogni analisi. Cinquanta campioni sono stati divisi in due gruppi corrispondenti con (destra) o senza (sinistra) passaggio pre-amplificazione. Variazione è stata calcolata usando la formula E = (efficacia di amplificazione 2 x)ΔCt(Max(Cq)-Min(Cq)). L'efficacia di amplificazione è stata calcolata dalla pendenza della curva standard. I campioni che richiedono il passaggio di pre-amplificazione sono stati diluiti durante la fase di pre-amplificazione (miR-238 stessa non era pre-amplificati). Questa figura è stata modificata dalla nostra relazione10.

Figura 3 : Trama di curve standard per campioni non pre-amplificata. Le curve standard (N = 3, duplicati) sono stati generati riportando la concentrazione di registro contro Cq. lineare analisi di regressione è stato calcolato per determinare la pendenza, che corrisponde all'efficienza di amplificazione. Standard curve per miR-122 (tomaia), miR-192 (al centro) e miR-133a (inferiore) ha mostrato la relazione lineare tra Cq e concentrazione presso il campo testato. Nelle curve standard, barre di errore rappresentano una deviazione standard da tre saggi indipendenti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4 : Procedura per generare le curve standard per campioni pre-amplificate. (Curva standard A) Una concentrazione rappresentanza di oligo sintetico (1 x 105 copia / µ l) era inversa trascritto, seguita da preparare 10 volte serie di diluizioni seriali del campione di riferimento. Questi standard pre-amplificati sono stati utilizzati per qPCR successive. (Curva standard B) Una concentrazione rappresentanza di oligo sintetico (1 x 105 copia / µ l) era inversa trascritto e pre-amplificate. Quindi, una serie di diluizione seriale 10 volte di campioni standard sono state preparate prima del successivo qPCR. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5 : Trama di curve standard A e B per campioni pre-amplificate. Curva standard A (n = 1, duplicati) e la curva Standard B (n = 3, duplicati) sono stati generati riportando la concentrazione di registro contro Cq. lineare analisi di regressione è stato calcolato per determinare la pendenza, che corrisponde all'efficienza di amplificazione. (Superiore) Curva standard A (linea tratteggiata) ha mostrato apparentemente aspecifiche amplicon a 1 x 102 copia / µ l, mentre la curva standard B (linea continua) ha mostrato una relazione lineare tra Cq e concentrazione alla collaudata gamma di miR-1. (Middle e inferiore) Curva standard A (linea tratteggiata) ha mostrato nessun amplicone alle concentrazioni di 1 x 102 copia / µ l o inferiore, considerando standard curva B (linea continua) ha mostrato una relazione lineare tra Cq e concentrazione alla collaudata gamma di miR-499a e miR-206. Nella curva standard B, barre di errore rappresentano una deviazione standard da tre saggi indipendenti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 6 : Trama amplificazione per campioni non pre-amplificati e preamplificati. (Superiore) trama di amplificazione del miR-206 a campioni rappresentativi (A, B, C) senza (superiore), o con pre-amplificazione (inferiore). Misurazioni sono stati istituiti in duplice copia. C'erano differenze tra i due campioni impostare come duplicati nei campioni non pre-amplificati, soprattutto nei più alti campioni di Cq (A e B). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 7 : Valore assoluto di plasma i microRNA (Mirna) in scimmie cynomolgus. I livelli di espressione dei miRNA sono rappresentati da appezzamenti di dot. La media e il valore per due deviazioni standard sotto e sopra la media (mostrato nella casella grigia), sono stati determinati dopo una trasformazione logaritmica. Questa figura è stata modificata dalla nostra relazione10. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
L'autore non ha alcun conflitto d'interessi di divulgare.
Questo rapporto descrive un protocollo per misurare i livelli assoluti di miRNA al plasma, usando trascrizione d'inversione quantitativa Real-Time PCR, con o senza pre-amplificazione. Questo protocollo offre una migliore comprensione della quantità di plasma Mirna e permette la valutazione qualitativa dei dati corrispondenti da diversi studi o laboratori.
Questa ricerca non ha ricevuto alcuna sovvenzione specifiche da agenzie di finanziamento nel settore pubblico, commerciale, o non-profit.
| BD Microtainer tube (K2EDTA) | Becton, Dickinson and Company | 365974 | Per la raccolta del sangue |
| Eppendorf PCR Tubes, 0,2 mL | Eppendorf | 0030124359 | |
| Eppendorf Safe-Lock microprovette 1,5 mL | Eppendorf | 0030120086 | |
| Eppendorf Safe-Lock micro provette 2,0 mL | Eppendorf 0030120094 | ||
| Oligonucleotide sintetico | Hokkaido System | Science-Individual | miRNA (0,2 μ mol, grado HPLC) |
| Tris-EDTA Buffer (pH 8,0) | Nippon Gene | 314-90021 | tampone TE |
| Tampone RPE | QIAGEN-Contenuto | in miRNeasy mini kit | |
| Tampone RWT | QIAGEN-Contenuto | in miRNeasy mini kit | |
| miRNeasy Mini Kit | QIAGEN | 217004 | |
| Acqua Senza Nucleasi | QIAGEN | 129114 | |
| QIAzol Reagente per lisi | QIAGEN-Contenuto | in miRNeasy mini kit | |
| Syn-cel-miR-238-3p miScript miRNA Mimic | QIAGEN | 219600 | ID:MSY0000293, 5 nmol |
| SC Adattatori | TAIGEN Bioscience Corporation | S0120 | Per l'estrazione dell'RNA |
| VacEZor 36 Sistema completo | TAIGEN Bioscience Corporation | M3610 | Per l'estrazione dell'RNA |
| 7900HT Sistema PCR in tempo reale veloce | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4351405 | SistemaPCR GeneAmp a blocchi a 96 pozzetti veloce |
| 9700 | Thermo Fisher Scientific Inc. | 9700 | |
| MicroAmp Piastra di reazione ottica veloce a 96 pozzetti | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4346907 | |
| Pellicola adesiva ottica MicroAmp | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4311971 | |
| TaqMan Fast Advanced Master Mix | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4444557 | |
| Saggi di microRNA TaqMan (cel-miR-238-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | ID del | test 4427975: 000248 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-122-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | ID saggio: 002245 |
| Saggi TaqMan MicroRNA (has-miR-133a-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | ID saggio: 002246 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-1-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | ID del test: 002222 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-192-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4427975 | ID saggio: 000491 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-206) | Thermo Fisher Scientific Inc. | ID 4427975 | test: 000510 |
| Saggi TaqMan MicroRNA (has-miR-208a-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | ID 4427975 | test: 000511 |
| TaqMan MicroRNA Assays (has-miR-208b-3p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | ID 4427975 | test: 002290 |
| Saggi TaqMan MicroRNA (has-miR-499a-5p) | Thermo Fisher Scientific Inc. | ID del test 4427975 | : 001352 |
| Kit di trascrizione TaqMan MicroRNA Reverse | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4366597 | |
| TaqMan PreAmp Master Mix (2 volte) | Thermo Fisher Scientific Inc. | 4391128 | |
| Cloroformio | Wako Pure Chemicals | 035-02616 | |
| Etanolo (99.5) | Wako Pure Chemicals | 057-00456 |