RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
pl_PL
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
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Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology.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
Ten artykuł przedstawia zastosowanie metody wykrywania niskiej częstotliwości opartej na sekwencjonowaniu Sangera w chłoniaku angioimmunoblastycznym. Zapewnij podstawę do zastosowania tej metody do innych chorób.
Podczas monitorowania minimalnej choroby resztkowej (MRD) po leczeniu nowotworu, wymagania dotyczące dolnej granicy wykrywalności są wyższe niż podczas wykrywania mutacji oporności na leki i mutacji krążących komórek nowotworowych podczas terapii. Tradycyjne sekwencjonowanie Sangera ma 5%-20% wykrywalność mutacji typu dzikiego, więc jego granica wykrywalności nie może spełnić odpowiednich wymagań. Technologie blokowania typu dzikiego, o których doniesiono, że rozwiązują ten problem, obejmują amplifikację przemieszczenia blokera (BDA), nierozciągliwy zablokowany kwas nukleinowy (LNA), sondy specyficzne dla gorących punktów (HSSP) itp. Technologie te wykorzystują określone sekwencje oligonukleotydowe do blokowania typu dzikiego lub rozpoznawania typu dzikiego, a następnie łączą to z innymi metodami, aby zapobiec amplifikacji typu dzikiego i amplifikacji zmutowanego, co prowadzi do cech takich jak wysoka czułość, elastyczność i wygoda. Protokół ten wykorzystuje BDA, PCR blokujący typu dzikiego w połączeniu z sekwencjonowaniem Sangera, w celu optymalizacji wykrywania mutacji somatycznych RHOA G17V o niskiej częstotliwości, a czułość wykrywania może osiągnąć 0,5%, co może stanowić podstawę do monitorowania MRD chłoniaka angioimmunoblastycznego z komórek T.
Minimalna choroba resztkowa (MRD) to niewielka liczba komórek rakowych, które są nadal obecne w organizmie po leczeniu. Ze względu na ich niewielką liczbę nie prowadzą do żadnych fizycznych oznak ani objawów. Często pozostają one niewykryte tradycyjnymi metodami, takimi jak wizualizacja mikroskopowa i/lub śledzenie nieprawidłowych białek surowicy we krwi. Dodatni wynik testu MRD wskazuje na obecność resztkowych chorych komórek. Wynik ujemny oznacza, że resztkowe chore komórki są nieobecne. Po leczeniu nowotworowym pozostałe komórki rakowe w organizmie mogą stać się aktywne i zacząć się namnażać, powodując nawrót choroby. Wykrycie MRD wskazuje, że albo leczenie nie było w pełni skuteczne, albo było niekompletne. Innym powodem dodatnich wyników MRD po leczeniu może być to, że nie wszystkie komórki rakowe zareagowały na terapię lub dlatego, że komórki rakowe stały się oporne na stosowane leki1.
Angioimmunoblastic T-cell chłoniak (AITL) jest podtypem obwodowego chłoniaka z komórek T (PTCL) wywodzącego się z komórek pomocniczych pęcherzyków T2; jest to najczęstszy typ chłoniaka z komórek T, stanowiący około 15%-20% klasy PTCL3. Jest to grupa pokrewnych nowotworów złośliwych, które wpływają na układ limfatyczny. Komórka pochodzenia jest pęcherzykową komórką T pomocniczą. Klasyfikacja WHO z 2016 r. klasyfikuje go jako angioimmunoblastycznego chłoniaka z komórek T4. W 2022 r. WHO zmieniła jego nazwę na Węzłowy chłoniak T-pęcherzykowy z komórek pomocniczych, typ angioimmunoblastyczny (nTFHL-AI), wraz z węzłowym chłoniakiem T-pęcherzykowym z komórek pomocniczych, typu folikularnego (nTFHL-F) i węzłowym chłoniakiem T-pęcherzykowym z komórek pomocniczych, nieokreślonym inaczej (nTFHL-NOS), zbiorczo określanym jako chłoniak z komórek T (nTFHL-AI) jako chłoniak z komórek T (nTFHL). Dokonano tego w celu zidentyfikowania jego ważnych cech klinicznych i immunofenotypowych oraz podobnych sygnatur ekspresji genu T follicular helper (TFH) i mutantów. Genetycznie nTFHL-AI charakteryzuje się postępującym nabywaniem mutacji somatycznych we wczesnych hematopoetycznych komórkach macierzystych poprzez mutacje TET2 i DNMT3A, podczas gdy mutacje RHOA i IDH2 są również obecne w komórkach nowotworowych TFH5. Kilka badań wykazało, że mutacja RHOA G17V występuje u 50%-80% pacjentów z AITL6,7,8,9. Białko RHOA kodowane przez gen RHOA jest aktywowane przez wiązanie trifosforanu guanozyny (GTP) i inaktywowane przez wiązanie difosforanu guanozyny (GDP). Po aktywacji może wiązać się z różnymi białkami efektorowymi i regulować różne procesy biologiczne. Fizjologicznie RHOA pośredniczy w migracji i polaryzacji limfocytów T, odgrywa rolę w rozwoju tymocytów i pośredniczy w aktywacji sygnalizacji receptora komórek pre-T (pre-TCR)10. Mutacja RHOA G17V jest mutacją powodującą utratę funkcji, która odgrywa główną rolę w patogenezie chłoniaka11. Wykrycie mutacji o niskiej częstotliwości jest pomocne w monitorowaniu MRD AITL.
Sekwencjonowanie Sangera jest używane od ponad 40 lat jako złoty standard wykrywania znanych i nieznanych mutacji. Jednak jego limit wykrywalności wynosi tylko 5%-20%, co ogranicza jego zastosowanie do wykrywania mutacji o niskiej częstotliwości12,13. W sekwencjonowaniu Sangera czułość wykrywania można zmniejszyć do 0,1%, zastępując tradycyjny PCR BDA, technologią dzikiego blokowania14. Technologia BDA głównie dodaje niedopasowany starter komplementarny do typu zmutowanego podczas projektowania konwencjonalnych starterów do konkurowania z typem dzikim, aby osiągnąć cel amplifikacji typu zmutowanego. Kluczem do projektowania podkładu jest niedopasowanie startera i modyfikacja końcówki. Jednocześnie, zgodnie z zasadą strukturalną DNA, różnica między energią swobodną Gibbsa dwóch starterów wynosi od 0,8 kcal/mol do 5 kcal/mol. Kolejnym kluczowym krokiem w tej technice jest tłumienie amplifikacji typu dzikiego poprzez dostosowanie proporcji starterów typu dzikiego i blokującego14,15.
Obecnie powszechne techniki wykrywania mutacji somatycznych o niskiej częstotliwości obejmują PCR (allelowo-specyficzna reakcja łańcuchowa polimerazy, ASPCR), system mutacji opornych na amplifikację PCR (amplifikacyjny-oporny system mutacji-PCR, ARMS-PCR) stosowany do genotypowania SNP za pomocą starterów opornych na leczenie. Projektowanie starterów dla zmutowanych i normalnych alleli pozwala na selektywną amplifikację i cyfrowy PCR (Droplet Digital PCR, ddPCR), metodę wykonywania cyfrowego PCR, która opiera się na technologii kropelek emulsji wodno-olejowej16. Próbka jest frakcjonowana na 20 000 kropel, a dla każdej kropli przeprowadza się amplifikację PCR cząsteczek matrycy z czułością 1 x 10-5; amplifikacja przemieszczenia blokera (BDA) jest również metodą wzbogacania rzadkich alleli opartą na PCR, stosowaną do dokładnego wykrywania i ilościowego oznaczania SNV i indeli do 0,01% VAF w wysoce multipleksowanym środowisku; technologia zablokowanych kwasów nukleinowych (nierozciągliwy zablokowany kwas nukleinowy, LNA) to klasa analogów RNA o wysokim powinowactwie, w których pierścień rybozy jest zablokowany w idealnej konformacji dla wiązania Watsona-Cricka; Sondy specyficzne dla hotspotów (Hot-Spot-Specific Probe, HSSP), nakładają się na docelową sekwencję startera, zawierają pojedynczą mutację i są modyfikowane za pomocą przekładki C3 na końcu C3', aby zapobiec amplifikacji przez qPCR14,16,17,18. Gdy istnieje mutacja w sekwencji, HSSP konkurencyjnie przyłącza się do mutacji docelowej i zapobiega wiązaniu startera z docelową sekwencją zmutowaną, co zatrzymuje amplifikację sekwencji; NGS (sekwencjonowanie nowej generacji) - wysokoprzepustowe sekwencjonowanie raka oparte na immunoglobulinach (igHTS) Spersonalizowane profilowanie raka przez głębokie sekwencjonowanie (CAAP-seq), jest to metoda oparta na sekwencjonowaniu nowej generacji stosowana do ilościowego oznaczania krążącego DNA w komórkach nowotworowych (czułość wynosi 1 x 10-4); itd. Wśród nich większość metod opiera się na PCR i może wykryć tylko niewielką liczbę miejsc mutacji, a metody oparte na NGS mogą wykryć wiele miejsc, ale koszt jest wysoki, a proces skomplikowany14,16,17,18. Istnieją doniesienia o wykryciu mutacji RHOA G17V o niskiej częstotliwości na podstawie qPCR, ale granica wykrywalności może osiągnąć tylko około 2%19. Brak doniesień na temat wykrycia mutacji RHOA G17V o niskiej częstotliwości na podstawie sekwencjonowania Sangera. Tutaj pokazujemy wzrost czułości osiągnięty przez BDA, PCR blokowy typu dzikiego w połączeniu z sekwencjonowaniem Sangera, w celu optymalizacji wykrywania mutacji somatycznych RHOA G17V o niskiej częstotliwości, a czułość wykrywania może osiągnąć 0,5%. Podano również dodatkowe dane dla IDH2 i JAK1.
Ten artykuł zawiera szczegółowy protokół schematu wykrywania niskiej częstotliwości RHOA G17V za pomocą sekwencjonowania Sangera i dostarcza informacji o rozwoju większej liczby detekcji mutacji o niskiej częstotliwości w oparciu o platformę sekwencjonowania Sangera. Metoda ta może być stosowana do wykrywania i monitorowania ewentualnych mutacji oporności na leki i minimalnych pozostałości w nowotworach.
To badanie zostało zatwierdzone przez komisję oceny etyki medycznej Szpitala Centralnego w Yongzhou (numer zatwierdzenia: 2024022601). Uczestnicy wyrazili świadomą zgodę.
1. Projekt podkładu
2. Przygotowanie próbki i ekstrakcja DNA
UWAGA: Wszystkie eksperymentalne próbki weryfikacyjne pochodzą z krwi obwodowej, szpiku kostnego lub guzów litych od pacjentów z ludzkim chłoniakiem. Było 10 próbek dodatnich: 3 były próbkami guzów litych, 4 były próbkami szpiku kostnego, a 3 były próbkami krwi obwodowej. Pobrano 30 próbek ujemnych od osób zdrowych.
3. Amplifikacja PCR
4. Sekwencjonowanie produktów PCR po oczyszczeniu
Porównaj sekwencję próbki testowej z sekwencją referencyjną, aby uzyskać status mutacji próbki testowej. Technologia WBT-PCR oparta na BDA może wykryć znaną mutację RHOA G17V i inne mutacje o niskiej częstotliwości w przedziale amplifikacji starterów przed i za nim. Zobacz Rysunek 1. Dwa dodatkowe geny, a mianowicie IDH2 i JAK1, zostały również przeanalizowane przy użyciu tej metody, odpowiednio Rysunek 2 i Rysunek 3. Wyniki pokazują, że metoda ta jest dość czuła w wykrywaniu mutacji o niskiej częstotliwości.

Rysunek 1: Wynik sekwencjonowania dla RHOA. Od góry do dołu rysunek przedstawia mutację zasadową miejsca RHOA G17 amplifikowaną przez WBT-PCR oraz wyniki sekwencjonowania po tradycyjnej amplifikacji PCR odpowiadające RHOA G17 typu dzikiego. Środkowy rysunek przedstawia wyniki sekwencjonowania mutacji c.50G>T po amplifikacji starterami WBT-PCR, gdy czułość detekcji wynosi 0,5%. Dolny rysunek przedstawia wyniki sekwencjonowania mutacji c.49-50delinsTT po amplifikacji starterami WBT-PCR, gdy czułość wykrywania wynosi 0,5%. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Wynik sekwencjonowania dla IDH2. Od góry do dołu powyższy rysunek przedstawia mutację zasadową miejsca IDH2 R172 amplifikowaną przez WBT-PCR oraz wyniki sekwencjonowania po tradycyjnej amplifikacji PCR odpowiadające IDH2 R172 typu dzikiego. Górne zdjęcie przedstawia wyniki sekwencjonowania mutacji c.515G>A po amplifikacji starterami WBT-PCR, gdy czułość wykrywania wynosi 0,5%. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Wynik sekwencjonowania dla JAK1. Od góry do dołu powyższy rysunek przedstawia mutację zasadową miejsca JAK1 S703 amplifikowaną przez WBT-PCR oraz wyniki sekwencjonowania po tradycyjnej amplifikacji PCR odpowiadające JAK1 S703 typu dzikiego. Górne zdjęcie przedstawia wyniki sekwencjonowania mutacji c.2108G>T po amplifikacji starterami WBT-PCR, gdy czułość detekcji wynosi 0,5%. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
| podkład | Sekwencja podkładowa |
| RHOA-VF | ATAACCTTTTGGTGCCAGGT |
| RHOA-VR | GCTGAAGACTATGAGCAAGCA |
| RHOA-WTB | AGCAAGCATGTCTCTCCACAGGCAAAA |
| Elementarz sekwencjonowania | ATAACCTTTTGGTGCCAGGT |
Tabela 1: Ostateczna zaprojektowana lista podstaw RHOA.
| Podkład IDH2 R172 | |
| podkład | Sekwencja podkładowa |
| IDH2-VF | CTGGTTGAAAGATGGCGGCT | powiedział:
| IDH2-VR | TACCTGGTCGCCATGGGC powiedział: |
| IDH2-WTB (Przekaźnik Przemysłowy) | GCCATGGGCGTGCCTGCCAAAAT |
| Elementarz sekwencjonowania | CTGGTTGAAAGATGGCGGCT | powiedział:
| Starter genu JAK1 | |
| podkład | Sekwencja podkładowa |
| JAK1-VF | ACTCTGAGGCCGAGTAGTGT | powiedział:
| JAK1-VR | CCATTATGGACATCAGGACATTC | powiedział:
| JAK1-WTB | GGACATTCTCACCAAGTAGCTCAGAAAA |
| Elementarz sekwencjonowania | ACTCTGAGGCCGAGTAGTGT | powiedział:
Tabela 2: Ostateczna zaprojektowana lista podstaw IDH2 i JAK1.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Ten artykuł przedstawia zastosowanie metody wykrywania niskiej częstotliwości opartej na sekwencjonowaniu Sangera w chłoniaku angioimmunoblastycznym. Zapewnij podstawę do zastosowania tej metody do innych chorób.
Badania te zostały zakończone dzięki finansowemu wsparciu Kindstar Global Corporation oraz pomocy liderów Laboratorium Biologii Molekularnej i pokrewnych kolegów. Dziękuję firmie, liderom i odpowiednim współpracownikom za ich wsparcie i pomoc. Ten artykuł jest wykorzystywany wyłącznie do badań naukowych i nie stanowi żadnej działalności komercyjnej.
| Automatyczny ekstraktor DNA | 9001301 | detektor kwasów nukleinowychDNA Qiagen | |
| Q32854 | Zestaw | do amplifikacji Thermo fisher||
| PCR Przyrząd do PCR | C4600 Merck | C1000 Touch | |
| Roztwór proteinazy K | zymo Bufor | ||
| magazynujący proteinazę K | |||
| D3001-2-C | zymo research | ||
| Zestaw enzymów do amplifikacji sekwencjonowania | P7670-FIN | Qiagen |