October 9th, 2016
タンデムスプライシングイベントは、12ヌクレオチド未満の場所で発生します。このようなスプライスバリアントの比率を定量化することは、絶対定量PCRアプローチを使用して実現可能です。この原稿では、2つのスプライシングイベントがSerine-701の包含/排除およびα/β C末端をもたらす遺伝子STAT3のスプライスバリアントを定量化する方法について説明します。
このプロトコルの全体的な目標は、好酸球中のSTAT3スプライスバリアント転写産物の割合と絶対レベルを定量化することです。この方法は、遠位スプライシングイベントの共関連や、タンデムスプライシングの比率が異なる原因となる可能性のある条件の特定など、スプライシング制御分野における重要な問題に対処できます。この手法の主な利点は、プラスミド標準により、絶対および相対的なqPCRデータを取得できるため、4つのSTAT3転写産物の割合と全体的なレベルを決定できることです。
私たちの場合、好酸球がサイトカインによって刺激されたときに、4つのSTAT3バリアントSアルファ、Sベータ、デルタSアルファ、およびデルタSベータがどのように変化するかを学びたいと思います。この方法は好酸球STAT3の組成に関する洞察を得ることができますが、cDNAを取得できる他の細胞タイプにも適用できます。SとデルタSは3つのヌクレオチドでしか異なるため、各バリアントの標準標準で特異性を達成するために効率を犠牲にしなければなりませんでした。
このプロトコルでは、ヒト好酸球から調製されたcDNAが、STAT3スプライスバリアントを増幅するためのテンプレートとして使用されます。テキストプロトコルに記載されているようにプラスミドを作成した後、いくつかのコロニーからプラスミドをシーケンシングするためのシーケンシング反応を準備します。各20マイクロリットルの反応には、3マイクロリットルのシーケンシング反応バッファー、2マイクロリットルのシーケンシング反応混合物、12マイクロリットルの超純水、1マイクロリットルのプラスミド、および2マイクロリットルのシーケンシングプライマーが含まれている必要があります。
シーケンシング結果が利用可能になったら、各バリアントをコードするプラスミドの電気泳動像を評価します。S アルファ、S ベータ、デルタ S アルファ、デルタ S ベータ。純粋なプラスミドDNAの濃度をナノグラム/マイクロリットルで測定し、マイクロリットルあたりのコピー数を計算します。この手順は、超純水を使用してSTAT3プラスミドの10分の1希釈シリーズを調製することから始めます。
マイクロリットルあたり約10〜8〜10〜3番目のコピー。最も濃縮されたサンプルの濃度を測定します。希釈したプラスミドを使用して、各スプライスバリアントのネガティブコントロールとして4つの非ターゲットミックスを調製し、各バリアントのマイクロリットルあたり10〜6番目のコピーで
調製します。4つのテンプレートすべてを等濃度で、それぞれが1マイクロリットルあたり10〜6番目のコピーでターゲットミックスを調製します。各スプライスバリアントのプライマーペア溶液を、それぞれ7マイクロモルの濃度で60マイクロリットルで調製し、サンプル中の最終濃度を560ナノモルにします。DNAポリメラーゼ、二本鎖DNA結合色素混合物、7〜5を純水で希釈します。
このテンプレートに従って、96ウェルPCRプレートにアッセイをセットアップします。まず、各ウェルに21マイクロリットルの希釈DNAポリメラーゼ、二本鎖DNA結合色素混合物を添加します。次に、2マイクロリットルのプライマーミックスと2マイクロリットルのテンプレートを追加します。
テンプレートなしの各コントロールウェルに、テンプレートの代わりに2マイクロリットルのろ過水を追加します。反応を二重に設定して、再現性を評価します。qPCRプレートを接着カバーで密封し、摂氏12度で1,200gで5分間遠心分離します。
qPCRマシンの電源を入れ、密封されたqPCRプレートを挿入します。ABIリアルタイムPCRシステムを使用している場合は、デモンストレーションに従って実験をセットアップします。[ファイル]、[新規]、[次へ] の順にクリックし、新しいディテクタを選択してから、名前を入力して [Reporter] と [Quencher] を選択します。
スプライス バリアントごとに新しい検出器を設定します。「次へ」を選択し、「サンプルプレートの設定」ページの指示に従って標準試料を設定し、量がテーブルに入力され、適切な検出器が選択されていることを確認します。「終了」をクリックします。
適切なPCRサイクリングプログラムを設定します。閾値サイクル値を決定するための蛍光読み取りが、各サイクルの摂氏72度のステップ中に行われることを確認します。[実行] を選択します。
実行が完了したら、「結果」タブ、「増幅プロット」タブをクリックします。「出力増幅」プロットを評価して、データ品質を評価します。指数プロットは、信頼性の高い増幅を示します。
結果をスプレッドシートソフトウェアにエクスポートします。テキストプロトコールに記載されているデータの解析は、再現性のためにアッセイにさらなる最適化が必要かどうかを知るための鍵となります。このアッセイのcDNAは、サイトカインで処理した好酸球から調製され、転写を促進します。
2つのサンプルcDNAアリコートの段階希釈液を、1〜1分の1の希釈範囲で調製します, 024.プライマー特異性の分析で実証されているように、25マイクロリットルの反応を含む96ウェルプレートにアッセイをセットアップしますが、pan STAT3およびハウスキーピング遺伝子GUSB用のいくつかのプライマー濃度を使用します。次の表にテンプレートを示します。
密封されたPCRプレートをqPCRマシンに挿入します。ソフトウェアを使用して実験を設定し、GUSB用の新しい検出器を追加し、適切なPCRサイクリングプログラムを使用します。その後、その結果を使用して、テキストプロトコルで説明されているように、各サンプルのしきい値サイクル値を計算します。
この手順を開始するには、ハウスキーピング遺伝子GUSBの相対qPCRで得られた閾値サイクル値を比較し、それに応じてcDNAを超純水で希釈して、すべての濃度が1桁以内であることを確認します。サンプルの絶対qPCRアッセイを96ウェルプレートにセットアップします。S アルファと S ベータにはこのテンプレートを、デルタ S アルファとデルタ S ベータにはこのテンプレートに従ってください。
前に示したようにアッセイを実施し、少なくとも1回はアッセイを繰り返します。次に、400 マイクロモルの pan STAT3 プライマーを使用し、4 つのプラスミドすべての混合物またはこのテンプレートに従って 1 つのプラスミドを混合して、25 マイクロリットルの反応を行うアブソリュート qPCR 96 ウェルプレートをセットアップします。qPCRプレートを接着カバーで密封し、摂氏12度で1,200gで5分間遠心分離します。
密封されたPCRプレートをqPCRマシンに挿入し、前に示すように実験をセットアップし、pan STAT3用の新しい検出器を追加します。相対qPCRと同じサイクリングパラメータを設定します。アッセイを少なくとも1回繰り返した後、テキストプロトコルに記載されているように結果を解析します。
良質なqPCRデータは、サイクリングの過程で転写産物が指数関数的に増加することを示すシグモイド増幅プロットを生成します。これらのデータは、STAT3 S α を含むプラスミドの 2 つの段階希釈液の qPCR から得られたものです。色付きの線の各ペアは、40サイクルにわたる重複希釈サンプルの蛍光レベルを表しています。
テンプレートキャリブレータープラスミド用に生成された標準曲線は、増幅の効率を示します。この曲線では、STAT3 S α の増幅効率は 83.9% STAT3 レベルの一致性を評価するために、4 つのスプライス バリアントのそれぞれの絶対値と STAT3 全体のレベルを測定しました。理想的には、線形回帰と傾きの両方が 1 に近くなければなりません。
絶対qPCRデータは、サイトカイン処理の過程における4つのSTAT3スプライスバリアントの割合を示す円グラフとして示されています。絶対qPCRデータと相対qPCRデータを統合したところ、すべてのSTAT3スプライスバリアントのレベルが、サイトカインIL3およびTNFアルファによる刺激後に増加し、レベルは6時間でピークに達することが示されました。すべての時点のデータをプールすると、ベータSスプライシングイベントとデルタSスプライシングイベントの共関連について、小さいながらも有意なバイアスが明らかになりました。
最適化が完了すると、この手法に基づくアッセイは、適切に実施されれば4時間で実行できます。この手順を試みるときは、汚染を防ぐために無菌条件下で作業することを覚えておくことが重要です。1 つのコドンを含むか除外するスプライシングの決定は、インフレーム スプライス バリエーションの 20% を占めます。
私たちのプロトコルは、そのような変動の定量化に容易に適応できる必要があります。この技術の開発後、Mao ZhangはLi-Shan Rueのグループの私のグループと協力して、ABCリンパ腫細胞におけるSTAT3変異体のノックダウン再発現実験を制御することができました。これらの実験により、S変異体とデルタS変異体の混合が培養中の細胞生存に必要であることが示されました。
このビデオを見れば、絶対および相対qPCRの実施方法と、微妙なスプライシングの違いを区別して定量化するための適切な条件について十分に理解できるはずです。
この研究は、好酸球におけるSTAT3スプライス変異体転写物の比率と絶対レベルを定量化する手法を提示します。このプロトコルは、タンデムスプライシング事象から生じるスプライス変異体を分析するために絶対定量PCRを使用します。
Accurate quantification of splice variant proportions enables mechanistic de-risking in target validation by resolving transcriptional heterogeneity that can confound functional assays. This approach supports predictive confidence in lead identification by linking isoform-specific expression to phenotypic outcomes in disease-relevant systems. The method’s adaptability to tandem splicing sites offers a scalable strategy for early discovery workflows where subtle transcriptional changes inform go/no-go decisions.
The method bridges discovery biology and lead identification by delivering absolute and relative transcript data that inform both target validation and assay readiness stages.