A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
ويصف هذه المخطوطة تقنية للكشف عن الطفرات من ذات التردد المنخفض في كتدنا، يليها ER ويتمايز هذا الأسلوب باستخدام فريدة من نوعها تصحيح الخطأ اثنين ثنائي الاتجاه، وتصفية الخلفية الخاصة، واكتساب كفاءة الجزيئية.
تحليل تعميم الورم الحمض النووي (كتدنا) باستخدام الجيل التالي التسلسل (خ ع) أصبح أداة قيمة لتطوير علم الأورام السريري. ومع ذلك، تطبيق هذا الأسلوب تحديا بسبب حساسيتها منخفضة في تحليل تتبع كمية من كتدنا في الدم. وعلاوة على ذلك، قد تنشئ الطريقة النتائج الإيجابية والسلبية الكاذبة من هذا التحليل تتابعها واللاحقة. تحسين جدوى وموثوقية للكشف عن كتدنا في العيادة، هنا نقدم أسلوب الذي يثري الطفرات النادرة للتسلسل، "التسلسل طفرة نادرة إثراء" (ER-Seq). يمكن تمييز ER-Seq طفرة واحدة من أصل 1 × 107 نوع البرية النيوكليوتيدات، مما يجعله أداة واعدة للكشف عن التعديلات الوراثية الغاية منخفضة التردد، وهكذا سوف تكون مفيدة جداً في دراسة هيتيروجينيسيتي المرض. حكم ربط المحول تسلسل فريد من نوعه، يتيح هذا الأسلوب استعادة كفاءة الجزيئات كتدنا، بينما في الوقت نفس تصحيح للأخطاء bidirectionally (معنى و antisense). لدينا مجموعة المجسات 1021 كيلو بايت يثري قياس المناطق المستهدفة التي تغطي أكثر من 95% الطفرات سائق ذات الصلة بورم في الأورام 12. تتيح هذه الطريقة فعالة من حيث التكلفة والعالمي إلى تراكم نجاح فريد من البيانات الوراثية. بعد كفاءة تصفية الأخطاء في الخلفية، ER-seq دقة الكشف عن الطفرات النادرة. استخدام دراسة الحالة، نقدم بروتوكول مفصلة تثبت المسبار تصميم وبناء مكتبة، ومنهجيات التقاط الحمض النووي المستهدف، بينما أيضا بما في ذلك سير العمل تحليل البيانات. عملية الاضطلاع بهذه الطريقة عادة ما يأخذ 1-2 أيام.
الجيل التالي التسلسل (خ ع)، أداة قوية للتحقيق أسرار الجينوم، يمكن أن توفر كمية كبيرة من المعلومات التي قد تكشف عن التعديلات الوراثية. تطبيق تحليل خ ع في العيادة قد أصبحت أكثر شيوعاً، خاصة بالنسبة للطب شخصية. واحدة من أكبر القيود المفروضة على خ ع، غير أن نسبة خطأ عالية. على الرغم من أنها تعتبر مناسبة لدراسة الطفرات الموروثة، هو تحليل الطفرات نادرة إلى حد كبير محدودة1،2، خاصة عند تحليل الحمض النووي التي تم الحصول عليها من "خزعة سائلة".
تعميم الورم الحمض النووي (كتدنا) هو دون خلايا الحمض النووي (كفدنا) في الدم الذي هو يسفك من الخلايا السرطانية. وفي معظم الحالات، كمية كتدنا منخفضة للغاية، الذي جعل الكشف والتحليل صعبة للغاية. ومع ذلك، قد كتدنا العديد من السمات الجذابة: عزلتها كسبها، ويمكن الكشف عن ذلك في المراحل المبكرة من نمو الأورام، ويعكس مستوى كتدنا الكفاءة العلاجية وكتدنا يحتوي على طفرات الحمض النووي الموجودة في الآفات الأولية والمنتشر 3 , 4 , 5-ولذلك، ونظرا للتطور السريع لهذه التقنية خ ع والتحليل، التطبيق للكشف عن كتدنا أصبح أكثر جاذبية.
استخدمت نهوج مختلفة يسلسل موازية على نطاق واسع للكشف عن كتدنا ولكن أيا من هذين النهجين قد قبلت للاستخدام الروتيني في العيادات بسبب محدوديتها: انخفاض حساسية والافتقار إلى التنوع، وتكلفة عالية نسبيا6 ،،من78. على سبيل المثال، تسلسل المزدوجة، استناداً إلى علامة معرف فريد (UID)، مرارا وتكرارا بتصحيح الأخطاء في bidirectionally إلى توافق في الآراء، تصحيح معظم الأخطاء الخاصة بالتسلسل. ومع ذلك، يضيع جدوى هذا الأسلوب نظراً للتكلفة العالية وانخفاض بيانات الاستخدام9،10. وبالمثل، Seq كاب وبه تكرار محسنة، كاب-ايديس11،12، يكون التطبيق العملي أكبر في الكشف عن كفدنا، على الرغم من دقة وشمولية هذه الطرق بحاجة إلى التحسين.
لتلبية الاحتياجات الحالية للكشف عن كتدنا دقيقة وتحليل، قمنا بتطوير استراتيجية جديدة، "إثراء نادرة الطفرات التسلسل" (ER-Seq). يجمع هذا النهج بين ما يلي: محولات تسلسل فريدة من نوعها لاستعادة كفاءة الجزيئات كتدنا، مع تصحيح الخطأ ثنائي الاتجاه، والقدرة على التمييز بين طفرة واحدة من أصل > 1 × 107 نوع البرية النيوكليوتيدات؛ المسابر 1021 كيلو بايت التي تثري قياس مناطق المستهدفة التي تغطي أكثر من 95% الطفرات المتصلة بورم من الأورام 12، بما في ذلك سرطان الرئة، سرطان القولون والمستقيم، سرطان المعدة، وسرطان الثدي، وسرطان الكلي، سرطان البنكرياس، سرطان الكبد، سرطان الغدة الدرقية، سرطان عنق الرحم، وسرطان المريء، وسرطان بطانة الرحم (الجدول 1)؛ وفحص قاعدة بيانات خط الأساس جعلها فعالة وسهلة لدقة الكشف عن الطفرات النادرة في كتدنا.
لإنشاء قاعدة بيانات خط أساس، تجد جميع طفرات الجينات واسطة ER-Seq من عدد من نفس النوع من العينات (~ 1000 في البداية). يجب التحقق من هذه الطفرات الحقيقية بالعديد من أساليب الكشف موثوقة والتحليل. بعد ذلك، تلخيص نمط الطفرات كاذبة والمجموعة جميع الطفرات كاذبة لبناء قاعدة بيانات خط الأساس الأولى. استمر في إضافة الطفرات كاذبة تبين من التجارب اللاحقة التسلسل إلى قاعدة البيانات هذه. ولذلك، يصبح هذا قاعدة بيانات خط الأساس توسيع قاعدة بيانات ديناميكية، مما يحسن إلى حد كبير من دقة تسلسل.
لتعزيز التقدم المحرز في تشخيص الورم، والرصد، ونقدم ER-Seq، وسيلة منخفضة التكلفة ومجدية للحصول على بيانات عالمية. نقدم دراسة الحالة التي خضعت للتحليل ER Seq، مما يدل على دقة للكشف عن الطفرات النادرة وجدوى استخدامها في العيادة.
وتم الحصول على عينات الدم وعينات الورم وفقا لبروتوكول أقرته "لجنة الأخلاقيات لشعب جامعة بكين" ' s المستشفى. تم الحصول على الموافقة الخطية من المرضى لاستخدام العينات الخاصة بهم. تم فحص المشاركين وفقا للمعايير التالية: أنثى، متقدمة عدم الصغيرة "سرطان الرئة"، طفرة p.L858R EGFR وتبين حسب "تسلسلها سانغر" السابق، تطور المرض عقب الدورة اثنين من EGFR استهدفت العلاج مع ارلوتينيب، و ER-Seq الذي طبق على كتدنا لتحليل قضية المقاومة وإيجاد أدوية جديدة للهدف-
1-"استخراج الحمض النووي" من "الدم المحيطي" كفدنا والحمض النووي (جدنا)
2. إعداد مكتبة
ملاحظة: فيما يتعلق بمكتبة قاعدة البناء على الحمض النووي مجزأة، كفدنا موجود في شظايا مع ذروة حجم ~ 170 شركة بريتيش بتروليوم وبالتالي لا تحتاج إلى أن تكون مجزأة.
نموذج3. استهدفت القبض على الحمض النووي
ملاحظة: إثراء الهدف أجرى باستخدام التقاط تسلسل مخصص-مسبار الذي صمم خصيصا لمنطقة تخصيب هدف 1021 كيلو بايت تغطي الطفرات المعروفة المرتبطة بورم برنامج التشغيل من 12 أنواع مختلفة من الأورام. تعديلات على الشركة المصنعة ' بروتوكول s هي مفصلة في الخطوات التالية-
4-التسلسل
5-سير العمل في تحليل البيانات
ملاحظة: الرقم 3 يعرض عملية تحليل البيانات وتدفق العمل العام. تظهر المعلمات تحليل البيانات والأوامر أدناه.
المسابر 1021 كيلو بايت المناطق المستهدفة المخصب يستخدم في ER-Seq ترد في الجدول 1، التي تغطي أكثر من 95% طفرات الجينات في 12 من الأورام الشائعة. مجموعة واسعة من هذه المسابر يجعل هذه العملية تنطبق على غالبية مرضى السرطان. بالإضافة إلى ذلك، لدينا محولات تسلسل فري?...
واكتشفت وجود تعميم الورم الحمض النووي (كتدنا) أكثر من 30 عاماً، لكن لا يزال غير روتينية في الممارسة السريرية من تطبيق تحليلات كتدنا. تزايد الاهتمام في التطبيق العملي لأساليب كتدنا مع تطوير تكنولوجيات للكشف عن كتدنا والتحليل. رصد الورم مع كتدنا يقدم نهجاً كسبها لتقييم الداء المتبقي مجهرية، ...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
ويدعم هذا العمل معهد جينيبلوس – بكين.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit | Qiagen | 55114 | DNA Extraction from Peripheral Blood for cfDNA |
QIAamp DNA Blood Mini Kit | Qiagen | 51105 | DNA Extraction from Peripheral Blood for gDNA |
Quant-iT dsDNA HS Assay Kit | Invitrogen | Q32854 | Measure cfDNA concentration |
Quant-iT dsDNA BR Assay Kit | Invitrogen | Q32853 | Measure library concentration |
Agilent DNA 1000 Reagents | Agilent | 5067-1504 | Measure cfDNA and library fragments |
The NEBNext UltraII DNA Library Prep Kit for Illumina | NEB | E7645L | Library Preparation |
Agencourt SPRIselect Reagent | Beckman | B23317 | DNA fragment screening and purification |
Tris-HCl (10 mM, pH 8.0)-100ML | Sigma | 93283 | Dissolution |
xGen Lockdown Probes | IDT | —— | xGen Custom Probe |
Human Cot-1 DNA | Life | 15279-011 | Targeted DNA capture |
Dynabeads M-270 Streptavidin | Life | 65305 | Targeted DNA capture |
xGen Lockdown Reagents | IDT | 1072281 | Targeted DNA capture |
KAPA HiFi HotStart ReadyMix | KAPA | KK2602 | post-capture PCR enrichment libraries |
KAPA Library Quantification Kit | KAPA | KK4602 | Measure library concentration |
NextSeq 500 High Output Kit v2((150 cycles) | illumina | FC-404-2002 | Sequence |
Centrifuge5810 | eppendorf | 5810 | |
Nanodrop8000 | Thermo Scientific | 8000 | Measure gDNA concentration |
Qubit 2.0 | Invitrogen | Quantify | |
Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent | ||
ThermoMixer C | eppendorf | Incubation | |
16-tube DynaMagTM-2 Magnet | Life | 12321D | |
Concentrator plus | eppendorf | ||
PCR | AB | simplyamp | |
QPCR | AB | 7500Dx | |
NextSeq 500 | illumina |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved