Rękopis opisuje cyfrowy test PCR oparty na chipie, który wykrywa rzadki wariant transkryptu CDH1 (CDH1a) w świeżo zamrożonych tkankach normalnych i nowotworowych pobranych od pacjentów z rakiem żołądka.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Rękopis opisuje cyfrowy test PCR oparty na chipie, który wykrywa rzadki wariant transkryptu CDH1 (CDH1a) w świeżo zamrożonych tkankach normalnych i nowotworowych pobranych od pacjentów z rakiem żołądka.
CDH1a, niekanoniczny transkrypt genu CDH1, został uznany za wyrażony w niektórych liniach komórkowych raka żołądka (GC), podczas gdy nie występuje w normalnej błonie śluzowej żołądka. Ostatnio wykryliśmy wariant transkryptu CDH1a w świeżo mrożonych tkankach nowotworowych uzyskanych od pacjentów z GC. Ekspresję tego wariantu w próbkach tkanek badano za pomocą przedstawionego tutaj podejścia digital PCR (dPCR) opartego na chipie. dPCR oferuje potencjał dokładnego, solidnego i bardzo czułego pomiaru kwasów nukleinowych i jest coraz częściej wykorzystywany do wielu zastosowań w różnych dziedzinach. dPCR jest w stanie wykryć rzadkie cele; Ponadto dPCR oferuje możliwość bezwzględnej i precyzyjnej kwantyfikacji kwasów nukleinowych bez konieczności stosowania kalibratorów i krzywych wzorcowych. W rzeczywistości partycjonowanie reakcji wzbogaca cel od tła, co poprawia wydajność amplifikacji i tolerancję na inhibitory. Takie cechy sprawiają, że dPCR jest optymalnym narzędziem do wykrywania rzadkiego transkryptu CDH1a.
Gen CDH1 koduje E-kadherynę, kluczowy czynnik zaangażowany w utrzymanie prawidłowego nabłonka żołądka poprzez regulację adhezji, przeżycia, proliferacji i migracji komórek1. Utrata białka E-kadheryny w wyniku szkodliwych zmian germinalnych lub somatycznych CDH1 jest związana z rozwojem GC2,3. Przypuszcza się również, że niekanoniczne transkrypty powstające z intronu 2 genu odgrywają rolę w kancerogenezie żołądka4,5. W szczególności wykazano, że jeden z takich transkryptów, CDH1a, ulega ekspresji w liniach komórkowych GC, ale nie występuje w normalnym żołądku4. Niedawno wykryliśmy CDH1a w próbkach tkanek GC od pacjentów z GC za pomocą dPCR5 opartego na chipie. dPCR wykorzystano po raz pierwszy do oceny obecności transkryptu genu CDH1a w GC jelitowym i w prawidłowej tkance.
Złotym standardem do określania ekspresji genów jest ilościowy PCR w czasie rzeczywistym (qPCR). Jednak uzyskane dane mogą być czasami zmienne i niskiej jakości, zwłaszcza gdy poziom celu w próbie jest niski. Ta zmienność może być spowodowana zanieczyszczeniami, które hamują aktywność polimerazy i wyżarzanie starterów, prowadząc do niespecyficznej amplifikacji i konkurencyjnych reakcji ubocznych6.
Chociaż podstawowe zasady biochemiczne dPCR są podobne do tych z qPCR, dPCR wykazuje pewne zalety, pozwalając na bardzo precyzyjne pomiary cząsteczek genomowego DNA (gDNA)/komplementarnego DNA (cDNA). Rzeczywiście, dPCR jest reakcją punktu końcowego, która opiera się na skalibrowanym podziale próbki na tysiące studzienek, tak aby każda studzienka zawierała zero lub pojedynczą cząsteczkę docelową. Wzmocnienie zachodzi wtedy tylko w studzienkach zawierających kopię tarczy i jest sygnalizowane sygnałem fluorescencyjnym. Bezwzględną liczbę cząsteczek docelowych w oryginalnej próbce można następnie obliczyć, określając stosunek dodatnich do całkowitych partycji za pomocą dwumianowej statystyki Poissona7.
Ponadto, technika dPCR eliminuje potrzebę prowadzenia standardowej krzywej, a co za tym idzie, związane z nią odchylenie i zmienność, pozwalając na bezpośrednią kwantyfikację celów8,9; daje bardziej precyzyjne i powtarzalne wyniki niezależnie od zanieczyszczeń i wydajności dzięki wysokiej tolerancji na inhibitory10; jest bardziej czuła i specyficzna niż qPCR, a zatem jest niezawodną metodą wykrywania rzadkiego celu. Wreszcie, podział próbki na wiele reakcji zmniejsza konkurencję z cząsteczkami tła i poprawia granicę wykrywania celu, umożliwiając amplifikację i ułatwiając wykrywanie pojedynczych cząsteczek gDNA/cDNA6. Wykrywanie i kwantyfikacja kwasów nukleinowych za pomocą dPCR opartego na chipach jest coraz częściej stosowana do zmienności liczby kopii, kwantyfikacji fragmentów DNA i analiz mutacji11,12,13, biorąc pod uwagę precyzję i niskie wymagania dotyczące wkładu materiałowego metody. Ponadto dPCR został niedawno włączony do analizy zarówno mikroRNAs14, jak i transkryptów genów5,15.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół jest zgodny z wytycznymi Komitetu Etyki Badań Naukowych na Ludziach IRST.
UWAGA: Ta procedura jest specjalnie zaprojektowana do wykrywania małej liczby cząsteczek cDNA w świeżo zamrożonych tkankach ludzkich. Skrawki tkanek zostały wycięte na suchym lodzie, gdy były jeszcze zamrożone, z wcześniej zwalidowanych próbek guza żołądka lub normalnych tkanek pochodzących od pacjenta.
1. Izolacja i oczyszczanie RNA
2. Synteza cDNA
3. Konfiguracja cyfrowej reakcji PCR
4. Analiza i interpretacja danych
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Stosując przedstawioną tutaj procedurę, sprawdzono ekspresję rzadkiego wariantu transkryptu CDH1a w świeżo zamrożonych tkankach żołądka. Analiza metodą dPCR została przeprowadzona na 21 parach próbek tkanek prawidłowych i nowotworowych oraz w 1 dodatkowych próbkach guza. CDH1a wykryto w 15 z 32 (47%) guzów, podczas gdy w żadnych próbkach tkanek prawidłowych nie stwierdzono obecności tego rzadkiego transkryptu5W naszej analizie odrzucono chipy z li...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
dPCR został pierwotnie opracowany do pomiarów molekularnych DNA 10,11,12,13, a z czasem technologia ta została zaadaptowana do kwantyfikacji mikroRNA i transkryptów RNA 5,14,15. W tym protokole rozszerzyliśmy listę zastosowań o wykrywanie rzadkich transkryptów pochodzących ze świeżo mrożonych próbek tk...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie zgłaszają żadnych konfliktów interesów w odniesieniu do tej pracy.
Autorzy pragną podziękować Gráinne Tierney za pomoc redakcyjną.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| TRIazol | Odczynnik Thermo Fisher Scientific | 15596018 | |
| Glikogen 20 mg/ml | ROCHE | 10901393001 | |
| RNeasy MinElute Zestaw do czyszczenia | QIAGEN | 74204 | |
| iScript Zestaw do syntezy cDNA | BioRad | 1708891 | |
| QuantStudio 3D Digital PCR Master Mix v2 | Thermo Fisher Scientific | A26358 | |
| CDH1a IDT specjalnie zaprojektowany test | Zintegrowane technologie DNA (IDT) | NA | F) GCTGCAGTTTCACTTTTAGTG (R) ACTTTGAATCGGGTGTCGAG (P)/FAM/CGGTCGACAAAGGACAGCCTATT/TAMRA/ [stężenia w teście zoptymalizowanym pod kątem dPCR: 900 nM (F), 900 nM (R), 250 nM (P)] |
| QuantStudio 3D Digital PCR 20K Chip Kit v2 | Thermo Fisher Scientific | A26316 | |
| Heraeus Biofuge Fresco | Thermo Scientific | 75002402 | |
| Termocykler (Labcycler) | Sensoquest | 011-103 | |
| GeneAmp PCR System 9700 | Thermo Fisher Scientific | N805-0200 | |
| Podwójny płaski blokowy moduł próbki | Thermo Fisher Scientific | 4425757 | |
| QuantStudio Podstawa uchylna 3D do podwójnego płaskiego bloku GeneAmp PCR System 9700 | Thermo Fisher Scientific | 4486414 | |
| QuantStudio 3D Digital PCR Chip Adapter Adapter do płaskiego termocyklera | Thermo Fisher Scientific | 4485513 | |
| QuantStudio 3D Digital PCR Chip Loader Thermo | Fisher Scientific | 4482592 | |
| Cyfrowy instrument PCR QuantStudio 3D z przewodem zasilającym | Thermo Fisher Scientific | 4489084 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.