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表观遗传标记用于白细胞(WBC)通过DNA甲基化模式的定量亚化。该协议提出了一种多路滴聚合酶链反应(mdPCR)方法,使用基于热塑性弹性体(TPE)的微流体器件进行液滴生成,从而实现WBC差分计数的精确和多路复用甲基化特异性目标定量。
介绍了多路复用液滴PCR (mdPCR) 工作流程和用于确定基于表观遗传的白血球 (WBC) 差分计数的详细协议,以及热塑性弹性体 (TPE) 微流体液滴生成装置。表观遗传标记用于WBC亚标,在不同疾病中具有重要的预后价值。这是通过量化基因组中特定CG富产区的DNA甲基化模式(CpG位) 实现的。本文将外周血单核细胞(PBMC)的二硫酮处理DNA封装在液滴中,包括与WBC亚群相关的PPC根酸基点特异性的底土剂和水解荧光探针等mdPCR试剂。多路复用方法允许对许多CpG位点进行检测,而无需单独的mdPCR反应,从而利用甲基化位点表观遗传分析,更准确地对WBC子种群进行参数测定。这种精确的定量可以扩展到不同的应用,并突出临床诊断和后续预后的好处。
白血球(WBC)成分分析是血液诊断中要求最多的实验室测试之一。差异白细胞计数是一系列疾病的指标,包括感染、炎症、贫血和白血病,并且作为其他几种疾病的早期预后生物标志物正在接受调查。WBC 子类型的黄金标准涉及免疫污染和/或流式细胞学,这两种均需要昂贵且易不稳定的荧光抗体,而且往往高度依赖于操作者对样品制备的熟练程度。此外,这种方法仅适用于新鲜血液样本,因此不能冷冻样品进行装运或以后分析。
表观遗传标记最近已成为研究表型变异的有力分析工具。随后,人类白细胞群被证明具有细胞系DNA甲基化模式,允许对WBC子集进行精确表征。基于表观遗传标记的亚标提供了一个有希望的替代方案,不依赖于新鲜血液样本收集或昂贵的抗体,并可被利用为疾病发病和易感性,,1,2,3,4,52的生物标志4,物。13
已对白细胞亚型基因组(CpG岛)中甲基化特定CG富产区进行广泛的基因组图谱研究,以确定白细胞亚型特有的候选表观遗传标记。由于甲基化基因区域(如CD3Z和FOXP3,分别对应于CD3+T细胞和CD4 +CD25+调节T细胞)的甲基化基因区域,PCR+协议已经开发出来。Wiencke等人已经证明了双面液滴PCR在T细胞表观遗传亚蒂的效用,结果与流动活性细胞分选(FACS)分析6高度相关。这种定量基因分析方法依靠使用微流体7、8,启用的油水中乳液,将模板核酸分子和PCR试剂分割成数千个离散的、体积定义的亚纳米光基液滴,这些液滴含有零、一个或多个目标核酸拷贝。PCR 扩增在每个单独的液滴内进行,并测量每个液滴的端点荧光强度,从而可以绝对量化样品中存在的目标。与标准 qPCR 更精确、更准确、技术更简单的液滴 PCR 已建立,因此是 T 细胞临床评估的更有利的 DNA 甲基化方法。虽然是一种迅速出现的亚分法,但缺乏多路复用表观遗传分析,以同时探测各种甲基化CpG区域。这是常规白细胞差分计数所必需的。
本文提出了一种热塑性弹性体(TPE)液滴微流体装置,用于甲基化特异性多路复用液滴PCR(mdPCR)。该技术已用于基于细胞系DNA甲基化模式,即CD3Z和FOXP3CpG区域的表观遗传变异,分别描述特定的+白细胞亚型、CD3+T细胞和CD4+CD25+T-Regs。+与TPE液滴生成装置的制造方法一起描述了DNA提取、双硫化转化和mdPCR的详细方案。该方法的代表性结果与免疫荧光染色结果相比,突出了该方法的效用。
本研究中涉及人体样本的所有实验都经过 NRC 道德委员会的批准,并且是按照 NRC 关于遵循适用研究准则并符合加拿大魁北克州法律的人类主题的政策进行的。
1. 细胞制备
2. 免疫荧光染色和成像方案
3. DNA提取和双硫化转化
4. 液滴生成装置制造
注:用于液滴生成(补充信息中提供的CAD 文件)的微流体装置是在热塑性弹性体(见材料 表)的洁净室(1,000级)环境中制造的,使用以下协议产生的热压花。
5. 液滴生成和 PCR
注 :表1 概述了有关正向和反向底因的信息,以及C-LESS、CD3Z和Foxp3基因的双淬火水解探针,这些是脱甲基基因靶点多路复用扩增所需的。
6. 荧光成像和图像分析
基于TPE的微流体液滴发生器装置是使用所述协议制造的,如图1所示。在光刻学中使用了透明面膜来获取硅 (Si) 母版。进行软光刻以获得 Si 大师的反向 PDMS 副本,该副本随后用于制造环氧模具。环氧树脂前体被倒入PDMS并固化成交联和硬化。这种模具代表 Si master 的精确复制品,对于使用热压花的热塑性塑料的后续热成型更具弹性。获得环氧树脂模具后,热塑性弹性体被浮?...
所提出的实验协议和方法允许内部mdPCR使用制造的TPE液滴发生器、热循环器和荧光显微镜。使用软 TPE 到 TPE 粘结的制造设备提供在所有通道壁上均匀的疏水表面特性,因此最终设备不需要任何表面处理,以便后续用作液滴发生器。这种材料经常被用于护理点平台,需要与高吞吐量,制造9、10、11、12、1310,11,12
没有要声明的冲突。
作者感谢加拿大国家研究理事会的财政支持。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bio-Rad, Mississauga, ON | TFI0201 | PCR tube | |
RAN Biotechnologies, Beverly, MA | 008-FluoroSurfactant | Fluoro-surfactant | |
Silicon Quest International, Santa Clara, CA | |||
Oxford Instruments, Abingdon, UK | EMCCD camera | ||
Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | MA5-16728 | ||
Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 22-8425-71 | ||
CellProfiler | Used for fluorescence image analysis | ||
Nikon, Japan | 10x objective | ||
American Type Culture Collection (ATCC), Manassas, VA | PCS-800-011 | ||
Ramé-Hart Instrument Co. (Netcong, NJ) | p/n 200-U1 | ||
Fisher, Canada | |||
Vitrocom, NJ, USA | 5015 and 5010 | Borosilicate capilary tube | |
(http://definetherain.org.uk/) | |||
Hamamatsu, Japan | LC-L1V5 | DEL UV light source | |
Dolomite | 3200063 | Disposable fluidic tubing | |
Dolomite | 3200302 | Disposable fluidic tubing | |
IDT, Coralville, IA | |||
Nikon, Melville, NY | Upright light microscope | ||
Cytec Industries, Woodland Park, NJ | |||
EV Group, Schärding, Austria | |||
Zymo Research, Irvine, CA | D5030 | ||
Photron, San Diego, CA | |||
IDT, Coralville, IA | |||
Gersteltec, Pully, Switzerland | SU-8 photoresist | ||
Fineline Imaging, Colorado Springs, CO | |||
Qiagen, Hilden, Germany | 203603 | ||
Image J | Used to assess droplet diameter | ||
Anachemia, Montreal, QC | |||
Excelitas, MA, USA | Broad-spectrum LED fluorescent lamp | ||
Galenvs Sciences Inc., Montreal, QC | DE1010 | ||
Hexpol TPE, Åmål, Sweden | Thermoplastic elastomer (TPE) | ||
Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 13-400-518 | ||
Nikon, Japan | Used for image acquisition | ||
3M, St Paul, MN | Carrier Oil | ||
Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | R37605 | Blue fluorescent live cell stain (DAPI) | |
IDEX Health & Science, Oak Harbor, WA | P-881 | PEEK fittings | |
Sigma-Aldrich, Oakville, ON | 806552 | ||
Dow Corning, Midland, MI | |||
ThinkyUSA, CA, USA | ARV 310 | ||
Ihc world, Maryland, USA | IW-125-0 | ||
Zinsser NA, Northridge, CA | 2607808 | ||
Cetoni GmbH, Korbussen, Germany | |||
Sigma-Aldrich, Oakville, ON | 484431 | ||
Bio-Rad, Mississauga, ON | 1861096 | ||
Hitachi High-Technologies, Mississauga, ON | |||
Nikon, Melville, NY | Inverted microscope | ||
Nikon, Japan | |||
Loctite | AA 352 |
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