L'analisi genetica di ereditario Transthyretin Ala97Ser relative amiloidosi
Summary
Qui, presentiamo un protocollo per confermare la presenza di mutazione di punto per la diagnosi di amiloidosi ereditaria da transtiretina, utilizzando Ala97Ser, la mutazione più comune endemica in Taiwan, come esempio.
Abstract
Test genetici è la prova più affidabile per transthyretin ereditario legate amiloidosi e deve essere eseguita nella maggior parte dei casi di amiloidosi da transtiretina (ATTR). ATTR è una malattia rara ma fatale con fenotipi eterogenei; di conseguenza, la diagnosi a volte è in ritardo. Con l’aumento dell’attenzione e riconoscimento più ampio su manifestazioni iniziali di ATTR, nonché trattamenti emergenti, studi diagnostici appropriati, tra cui la transtiretina (TTR) genetica test, per confermare i tipi e varianti di ATTR sono pertanto fondamentale per migliorare la prognosi. Analisi genetiche con metodi di reazione a catena (PCR) polimerasi confermano la presenza di mutazioni puntiformi TTR molto più rapidamente e più sicuro rispetto ai metodi tradizionali come la macchia del sud. Qui, dimostriamo la conferma genetica della mutazione ATTR Ala97Ser, la mutazione più comune endemica in Taiwan. Il protocollo comprende quattro fasi principali: raccolta dei campioni di sangue intero, estrazione del DNA, l’analisi genetica di tutti e quattro gli essoni TTR con PCR e sequenziamento del DNA.
Introduction
Amiloidosi da transtiretina (TTR) (ATTR) sono la forma più comune di amiloidosi sistemica1e possono essere causato da una mutazione dominante ereditata autosomal in gene transtiretina (TTR)2. Mutazioni di TTR destabilizzano la struttura della proteina tetramerica e portano alla sua dissociazione nei monomeri che ricompone in fibrille amiloidi2. Più di 100 mutazioni di TTR amiloidogeniche sono stati segnalati in tutto il mondo1. Analisi genetiche con metodi di reazione a catena (PCR) polimerasi confermano la presenza di mutazione di punto TTR e presentano vantaggi tra cui evitare la manipolazione della sonda marcata radioattivamente a rispetto del sud della macchia3. PCR è una tecnica veloce, facile, economico e affidabile che è stata applicata in numerosi campi in scienze moderne4.
La diagnosi precoce di questa malattia progressiva e fatale è impegnativa, data la sua eterogeneità fenotipica. Con l’aumento dell’attenzione e riconoscimento più ampio su manifestazioni iniziali di ATTR, nonché i trattamenti emergenti5, studi diagnostici adatti tra cui test genetico TTR sono quindi criticamente fondamentali per migliorare la prognosi. Inoltre, mutazioni differenti sono associate con diversa penetranza del tratto, l’età di esordio, i modelli di progressione, sopravvivenza mediana, la gravità della malattia e l’efficacia di trapianto del fegato, o TTR stabilizzatori2,6, e gradi variabili di coinvolgimento neurologico e cardiologico, che hanno grandi implicazioni per la consulenza genetica7,8,9. Inoltre, un accurato test genetico è l’unico strumento che differenzia i due tipi distinti di ATTR: ereditaria (mutante) e wild type (forma non mutante, amiloidosi sistemica senile, SSA)7. È indispensabile per confermare i tipi di ATTR, perché le terapie variano ampiamente2. Di conseguenza, c’è una crescente necessità di descrivere il protocollo graduale del test genetico TTR.
L’approccio molecolare per rilevare la mutazione sarà illustrato utilizzando Ala97Ser, la mutazione più comune endemica in Taiwan, come esempio. Modifiche in fase di estrazione di DNA ridurre la quantità delle tre soluzioni utilizzate e produce una quantità sufficiente di DNA. In questo protocollo, tutti e quattro gli essoni TTR sono stati analizzati, mentre le regioni tra cui 5′ a Monte, 3′ a valle, promotori, introni, e regioni non tradotte (UTR) non sono state sequenziate.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ci sono due passaggi critici all’interno del protocollo. In primo luogo, al fine di avere un numero sufficiente di cellule bianche del sangue, un esemplare di hemodiluted dovrebbe essere evitato11. In secondo luogo, l’uso appropriati degli iniettori di PCR è fondamentale per ottenere risultati affidabili12. Abbiamo utilizzato lo strumento web di Primer-BLAST per progettare il primer4,13; un minimo di 40 paia di bas…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Desideriamo ringraziare Miss Shin-Fun Wu per il suo aiuto negli esperimenti. Questo studio è stato sostenuto da una sovvenzione dal programma di ricerca medica di Chang Gung (CMRPG3C0371, CMRPG3C0372, CMRPG3C0373) e IRB 100-4470A3, 104-2462A3, Taiwan.
Materials
| EDTA-treated tubes | BD | ||
| DNA Extraction Kit | Stratagen | 200600 | |
| NanoDrop ND2000 spectrophotometer | Thermo Fisher Scientific | NanoDrop 2000 | |
| Delicate Task Wipers | Kimberly-Clark | Kimtech Science Kimwipes | |
| AmpliTaq Gold 360 DNA Polymerase kit | Applied Biosystems | 4398823 | |
| TTR gene intronic primers | Exon1 | F: 5’-TCAGATTGGCAGGGATAAGC-3’ | |
| Exon1 | R: 5’-GCAAAGCTGGAAGGAGTCAC-3’ | ||
| Exon2 | F: 5’-TCTTGTTTCGCTCCAGATTTC-3’ | ||
| Exon2 | R: 5’-TCTACCAAGTGAGGGGCAAA-3’ | ||
| Exon3 | F: 5’-GTGTTAGTTGGTGGGGGTGT-3’ | ||
| Exon3 | R: 5’-TGAGTAAAACTGTGCATTTCCTG-3’ | ||
| Exon4 | F: 5’-GACTTCCGGTGGTCAGTCAT-3’ | ||
| Exon4 | R: 5’-GCGTTCTGCCCAGATACTTT-3’ | ||
| thermocycler | Applied Biosystems | GeneAmp PCR System 9700 | |
| electrophoresis cell | ADVANCE | Mupid-2plus | |
| DNA ladder | Protech | PT-M1-100 | |
| dye | BioLabs | B7021 | |
| AlphaImager EC | Alpha Innotech | AlphaImager EC | |
| automatic sequencer | Applied Biosystems | 3730xl DNA Analyzer |
References
- Planté-Bordeneuve, V., Said, G. Familial amyloid polyneuropathy. The Lancet Neurology. 10 (12), 1086-1097 (2011).
- Planté-Bordeneuve, V., et al. Long-term treatment of transthyretin familial amyloid polyneuropathy with tafamidis: a clinical and neurophysiological study. Journal of Neurology. 264 (2), 268-276 (2017).
- Nichols, W. C., Benson, M. D. Hereditary amyloidosis: detection of variant prealbumin genes by restriction enzyme analysis of amplified genomic DNA sequences. Clinical Genetics. 37 (1), 44-53 (1990).
- Lorenz, T. C. Polymerase Chain Reaction: Basic Protocol Plus Troubleshooting and Optimization Strategies. Journal of Visualized Experiments. (63), e3998 (2012).
- Hsu, H. C., et al. Phenotypic expressions of hereditary Transthyretin Ala97Ser related Amyloidosis (ATTR) in Taiwanese. BMC Neurology. 17 (1), 178 (2017).
- Barroso, F. A., et al. Long-term safety and efficacy of tafamidis for the treatment of hereditary transthyretin amyloid polyneuropathy: results up to 6 years. Amyloid. 24 (3), 194-204 (2017).
- Rapezzi, C., et al. Disease profile and differential diagnosis of hereditary transthyretin-related amyloidosis with exclusively cardiac phenotype: an Italian perspective. European Heart Journal. 34 (7), 520-528 (2013).
- Mariani, L. L., et al. Genotype-phenotype correlation and course of transthyretin familial amyloid polyneuropathies in France. Annals of Neurology. 78 (6), 901-916 (2015).
- Hammarström, P., Jiang, X., Hurshman, A. R., Powers, E. T., Kelly, J. W. Sequence-dependent denaturation energetics: A major determinant in amyloid disease diversity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99, 16427-16432 (2002).
- Johnson, M., Zaretskaya, I., Raytselis, Y., Merezhuk, Y., McGinnis, S., Madden, T. L. NCBI BLAST: a better web interface. Nucleic Acids Research. 36, 5-9 (2008).
- Fox, A. J., et al. Next generation sequencing for the detection of actionable mutations in solid and liquid tumors. Journal of Visualized Experiments. (115), (2016).
- Date, Y., Nakazato, M., Kangawa, K., Shirieda, K., Fujimoto, T., Matsukura, S. Detection of three transthyretin gene mutations in familial amyloidotic polyneuropathy by analysis of DNA extracted from formalin-fixed and paraffin-embedded tissues. Journal of the Neurological Sciences. 150 (2), 143-148 (1997).
- Ye, J., Coulouris, G., Zaretskaya, I., Cutcutache, I., Rozen, S., Madden, T. L. Primer-BLAST: a tool to design target-specific primers for polymerase chain reaction. BMC Bioinformatics. 13, 134 (2012).
- Green, M. R., Sambrook, J. . Molecular cloning: A laboratory manual. , (2012).
- Buckingham, L., Flaws, M. L. . Molecular diagnostics: Fundamentals, methods, and clinical applications. , (2012).
- Tan, S. C., Yiap, B. C. DNA, RNA, and Protein Extraction: The Past and The Present. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2009, (2009).
- Rapezzi, C., et al. Systemic cardiac amyloidoses: disease profiles and clinical courses of the 3 main types. Circulation. 120 (13), 1203-1212 (2009).
- Gertz, M. A., Dispenzieri, A., Sher, T. Pathophysiology and treatment of cardiac amyloidosis. Nature Reviews Cardiology. 12 (2), 91-102 (2015).
- Vrana, J. A., et al. Clinical diagnosis and typing of systemic amyloidosis in subcutaneous fat aspirates by mass spectrometry-based proteomics. Haematologica. 99 (7), 1239-1247 (2014).
- Nakamura, M., et al. Identification of a new transthyretin variant (Ile49) in familial amyloidotic polyneuropathy using electrospray ionization mass spectrometry and nonisotopic RNase cleavage assay. Human Heredity. 49 (4), 186-189 (1999).
- Ueda, M., Ando, Y. Recent advances in transthyretin amyloidosis therapy. Translational Neurodegeneration. 3, 19 (2014).
- Brown, E. E., et al. Genetic testing improves identification of transthyretin amyloid (ATTR) subtype in cardiac amyloidosis. Amyloid. 24 (2), 92-95 (2017).
- Tasaki, M., et al. Rapid detection of wild-type and mutated transthyretins. Annals of Clinical Biochemistry. 53 (4), 508-510 (2015).
- Plante-Bordeneuve, V., et al. Diagnostic pitfalls in sporadic transthyretin familial amyloid polyneuropathy (TTR-FAP). Neurology. 69 (7), 693-698 (2007).
- Hsu, J. L., et al. A prospective, observational study of patients with uncommon distal symmetric painful small-fiber neuropathy. PLoS ONE. 12 (9), 0183948 (2017).
- Salvi, F., Pastorelli, F., Plasmati, R., Bartolomei, I., Dall’Osso, D., Rapezzi, C. Genotypic and phenotypic correlation in an Italian population of hereditary amyloidosis TTR-related (HA-TTR): Clinical and neurophysiological aids to diagnosis and some reflections on misdiagnosis. Amyloid. 19, 58-60 (2012).
- Suhr, O. B., Lundgren, E., Westermark, P. One mutation, two distinct disease variants: Unravelling the impact of transthyretin amyloid fibril composition. Journal of Internal Medicine. 281 (4), 337-347 (2017).
- Vilà-Rico, M., et al. Quantitative analysis of post-translational modifications in human serum transthyretin associated with familial amyloidotic polyneuropathy by targeted LC-MS and intact protein MS. Journal of Proteomics. 127, 234-246 (2015).
