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Method Article
Here, we describe a method for simultaneous quantification of T-cell receptor excision circles (TRECs) and K-deleting recombination excision circles (KRECs). The TREC/KREC assay can be used as marker of thymic and bone marrow output.
T-cell receptor excision circles (TRECs) and K-deleting recombination excision circles (KRECs) are circularized DNA elements formed during recombination process that creates T- and B-cell receptors. Because TRECs and KRECs are unable to replicate, they are diluted after each cell division, and therefore persist in the cell. Their quantity in peripheral blood can be considered as an estimation of thymic and bone marrow output. By combining well established and commonly used TREC assay with a modified version of KREC assay, we have developed a duplex quantitative real-time PCR that allows quantification of both newly-produced T and B lymphocytes in a single assay. The number of TRECs and KRECs are obtained using a standard curve prepared by serially diluting TREC and KREC signal joints cloned in a bacterial plasmid, together with a fragment of T-cell receptor alpha constant gene that serves as reference gene. Results are reported as number of TRECs and KRECs/106 cells or per ml of blood. The quantification of these DNA fragments have been proven useful for monitoring immune reconstitution following bone marrow transplantation in both children and adults, for improved characterization of immune deficiencies, or for better understanding of certain immunomodulating drug activity.
T細胞受容体切除サークル(TRECs)とK-削除組換え切除サークル(KRECs)を導く、ゲノムDNAの再結合プロセスの間に、それぞれ、T細胞およびB細胞の割合で切除される小さな環状DNAエレメントであるT-およびB細胞受容体の高度に多様なレパートリーの形成。これらは、機能を有さないが、それらは安定であり、複製できないので、それらは、それぞれの細胞分裂後に希釈され、したがって、2つの娘細胞のいずれかでのみ持続する。したがって、末梢血におけるそのレベルは、胸腺および骨髄の出力の推定値として想定することができる。
TRECアッセイは、主として胸腺出力の程度を評価するために、過去15年間にわたって使用されてきたが、最初に開発された1 KRECアッセイは、B細胞増殖および健康および疾患におけるB細胞の恒常性への寄与、2を測定するごく最近骨mのマーカーとして提案されている出力を矢印。3,4ここで、我々はTRECsとKRECs両方の同時定量化のために開発された方法について説明します。4
この組み合わせ方法では、リアルタイムPCRによってDNAの定量に関連する変動はTRECs、KRECsおよびT細胞受容体α定数の断片を含むトリプル挿入プラスミドを希釈したユニークな標準曲線の使用(TCRAC)により除去される1:1比1遺伝子。これはTRECとKRECコピー数をより正確に評価することが可能となる。また、同じ反応における2つの標的の同時定量試薬コストを低減することができる。
提案TREC / KRECアッセイは、重症複合免疫不全(SCID)、4共通変数免疫不全、5自己免疫疾患、6-8とHIV感染の小児や成人におけるT-の程度およびB細胞ネオ産生を測定するために役立ちます図9また、ために使用することができる造血幹細胞移植、10酵素補充、11および抗ウイルス9または免疫調節療法後の免疫の回復を監視する。6-8 SCID患者は、基礎となる遺伝的欠陥にもかかわらず、患者無ガンマグロブリン血症TRECアッセイを用いて認識されるため、最終的に、KREC定量を用いて同定することができる、TREC / KRECアッセイはまた、新生児スクリーニングプログラムにおいて免疫不全を検出するために用いることができる。この場合には12、テストが濾紙上にブロットし、乾燥させ、血液の小さなスポットから抽出されたDNAに対して実施する必要があり、高感度かつ特異的でなければならない対象疾患、ならびに高度に再現可能で費用対効果。
テストでKREC定量の導入は、日常的にウィスコンシン州はintroducする最初になった2008年以来、米国(WI、MA、CA)の一部で行われている免疫不全のために新生児スクリーニングの性能を向上させる必要がありますその出生後のスクリーニングプログラムにおけるTRECsの電子分析。13
注:倫理のステートメント:このプロトコルは、当施設のガイドラインに従って、Spedali Civiliディ·ブレシア
「トリプル挿入」プラスミドの作製
TRECs | フォワード | 5'-AAA GAG GGC AGC CCT CTC CAA GGC-3 ' |
リバース | 5'-GGC TGA TCT TGT CTG ACA TTT GC-3 ' | |
KRECs | フォワード | 5'- CCC AAG CTT TCA GCG CCC ATT ACG TTT CT-3 ' |
リバース | 5'- CCC AAG CTT GTG AGG GAC ACG CAG CC-3 ' | |
TCRAC | フォワード | 5 'G交流タグTAT GAG ACC GTGのACTTGC CAG-3 ' |
リバース | 5 'G交流タグTGC TGT TGT TGA AGG CGT TTG C-3' |
クローニング手順に使用される表1プライマー。イタリック体で追加のフランキングヌクレオチドを示しているのに対し、5 '末端で、小文字で、制限酵素部位に対応するヌクレオチドを示している。
図1.トリプル挿入プラスミドマップ。TREC、KREC、TCRAC配列及び制限酵素部位の位置を示すトリプル挿入プラスミドマップ。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
2.標準曲線の準備
注:特別なDNAキャリーオーバーの封じ込めのために設計された場所に0.1×TE緩衝液にすべての希釈液を調製する。
コピー# | X 5.311×10 -18 gの | プラスミドDNAの質量(g) |
1×10 6 | 5.311×10 -12 | |
1×10 5 | 5.311×10 -13 | |
1×10 4 | 5.311×10 -14 | |
1×10 3 | 5.311×10 -15 | |
1×10 2 | 5.311×10 -16 |
各標準曲線希釈ポイントのために必要なプラスミドの表2.マス。
プラスミドDNAの質量(g) | ÷5μL | プラスミドDNAの最終濃度(グラム/μl)を |
5.311×10 -12 | 1.062×10 -12 | |
5.311×10 -13 | 1.062×10 -13 | |
5.311×10 -14 | 1.062×10 -14 | |
5.311×10 -15 | 1.062×10 -15 | |
5.311×10 -16 | 1.062×10 -16 |
各希釈ポイントに必要なプラスミドの濃度が表3の計算。
初期の濃。 (G /μL) | プラスミドDNAの容量(μL) | DilueNT容量(μL) | 最終巻。 (μL) | 最終濃度。 (G /μL) | プラスミドDNAの最終的なコピー数/5μlの |
C 1 | V 1 | V 2 -V 1 | V 2 | C 2 | |
1×10 -7 | 5μL | 45μL | 50μL | 1×10 -8 | 該当なし |
1×10 -8 | 5μL | 495μL | 500μL | 1×10 -10 | 該当なし |
1×10 -10 | 5μL | 465μL | 470μL | 1.062×10 -12 | 1×10 6 |
1.062×10 -12 | 50μL | 450μL | 500μL | 1.062×10 -13 | 1×10 5 |
1.062×10 -13 | 50μL | 450μL | 500μL | 1.062×10 -14 | 1×10 4 |
1.062×10 -14 | 50μL | 450μL | 500μL | 1.062×10 -15 | 1×10 3 |
1.062×10 -15 | 50μL | 450μL | 500μL | 1.062 X 10- 16 | 1×10 2 |
表4.希釈の計算。
標的試料から3. DNA抽出
TRECsとKRECsの定量4.リアルタイムPCR
TRECs + KRECs A | TCRAC Bは | TRECs + KRECs | TCRAC | TRECs + KRECs | TCRAC | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
A | 10 6コピー | 10 6コピー | 10 6コピー | 10 6コピー | 1 | 1 | 1 | 1 | 9 | 9 | 9 | 9 |
B | 10 5コピー | 10 5コピー | 10 5コピー | 10 5コピー | 2 | 2 | 2 | 2 | 10 | 10 | 10 | 10 |
℃ | 10 4コピー | 10 4コピー | 10 4コピー | 10 4コピー | 3 | 3 | 3 | 3 | 11 | 11 | 11 | 11 |
D | 10 3コピー | 10 3コピー | 10 3コピー | 10 3コピー | 4 | 4 | 4 | 4 | 12 | 12 | 12 | 12 |
E | 10 2コピー | 10 2コピー | 10 2コピー | 10 2コピー | 5 | 5 | 5 | 5 | 13 | 13 | 13 | 13 |
F | 10コピー | 10コピー | 10コピー | 10コピー | 6 | 6 | 6 | 6 | 14 | 14 | 14 | 14 |
G | CTRL + | CTRL + | CTRL + | CTRL + | 7 | 7 | 7 | 7 | 15 | 15 | 15 | 15 |
H | NTC | NTC | NTC | NTC | 8 | 8 | 8 | 8 | 16 | 16 | 16 | 16 |
表5.サンプルのリアルタイムPCRプレート。
TRECs / KRECs | TCRAC | ||
H 2 O | 2μL | H 2 O | 4.75μL |
20ピコモル/μlのためのKRECs | 1.125μlの | 20ピコモル/μlのためのTCRAC | 1.125μlの |
KRECsは20ピコモル/μlのREV | 1.125μlの | TCRACは20ピコモル/μlのREV | 1.125μlの |
KRECsプローブ10ピコモル/μL | 0.5μL | TCRACプローブ10ピコモル/μL | 0.5μL |
20ピコモル/μlのためのTRECs | 1.125μlの | 2倍のTaqManユニバーサルPCRマスターミックス | 12.5μL |
TRECsは20ピコモル/μlのREV | 1.125μlの | ||
TRECsプローブ10ピコモル/μL | 0.5μL | ||
2倍のTaqManユニバーサルPCRマスターミックス | 12.5μL |
示された井戸のために必要な試薬の表6巻。
TRECs | フォワード | 5'-CAC ATC CCTのTTCのAAC CAT GCT-3 ' |
リバース | 5'-TGC AGG TGC CTA TGC ATC A-3 ' | |
プローブ | 5'-FAM-ACA CCT CTG GTT TTT GTA AAG GTG CCC ACT-TAMRA-3 ' | |
KRECs | フォワード | 5'-TCC CTT AGT GGC ATT ATT TGTのATC ACT-3 |
リバース | 5'-AGG AGC CAG CTC TTA CCCタグのAGT-3 ' | |
プローブ | 5'-HEX-TCT GCA CGG GCA GCA GGT TGG-TAMRA-3 | |
TCRAC | フォワード | 5'-TGG CCT AAC CCT GAT CCT CTT-3 ' |
リバース | 5'-GGA TTT AGA GTC TCT CAG CTG GTA CAC-3 | |
プローブ | 5'-FAM-TCC CAC AGA TAT CCA GAA CCC TGA CCC-TAMRA-3 ' |
リアルタイムのPCのためのプライマーおよびプローブの配列を表7Rアッセイ。
TRECs、KRECs、およびTCRAC図2.標準曲線。標準曲線の点のプロットと対数回帰直線がTRECs(A)のために推定し、KRECs(B)、及びTCRAC(C)は、理想的な指数関数の遵守を確認するために構築されている100%の効率に相当する増幅率(傾き= 3.32)。 Ctは:閾値サイクル。 R 2:決定の回帰係数この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
24 45歳の成人 - 60(男性/メス:16分の29): - 17(17分の25オス/メス)42 0歳の子供:アッセイは、87健常対照の代表的なサンプルで実施した。結果は、10 6 PBMCあたりTRECsとKRECsとして得られたし、その後の血液1mlあたりTRECsとKRECsを算出した。
4年- TRECsの数は、0から3の非常にシャープなファッションに特に胸腺退縮、4に年齢とともに減少します。それは、?...
TREC and KREC quantification can be considered a good estimate of recent thymic and bone marrow output provided that some caveats are taken into account. Even though an absolute quantification method employing standard curve requires more reagents and more space on the real-time PCR reaction plate, it ensures highly accurate quantitative results because unknown sample quantities are interpolated from standard curves built upon known amounts of starting material. Moreover this method is better fitted to detect low amount ...
The authors have nothing to disclose.
The authors have no acknowledgements.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Histopaque-1077 | Sigma Aldrich SRL | 10771-500 ML | density gradient separation method |
QIAamp DNA Blood Mini Kit (250) | QIAGEN | 51106 | DNA extraction |
Unmodified DNA Oligonucleotides HPSF 0.01 mmol | Eurofins MWG Operon/Carlo Erba Reagents S.r.l | Resuspend the lyophilized product to 100 picmol/µl | |
AmpliTaq DNA Polymerase: including 10x Buffer II and 25mM MgCl2 | Applied Biosystems/Life-Technologies | N8080156 | |
GeneAmp dNTP Blend (100 mM) | Applied Biosystems/Life-Technologies | N8080261 | |
TOPO TA Cloning Kit for Subcloning | Invitrogen/Life-Technologies | K4500-01 | |
XL1-Blue Subcloning Grade Competent Cells | Stratagene | 200130 | |
PureYield Plasmid Miniprep System | Promega | A1223 | |
SpeI 500U | New England Biolabs | R0133S | |
HindIII-HF 10,000 U | New England Biolabs | R3104S | |
PureYield Plasmid Midiprep System | Promega | A2492 | |
XhoI 5,000 U | New England Biolabs | R0146S | |
TRIS Utrapure | Sigma Aldrich SRL | T1503 | |
EDTA | Sigma Aldrich SRL | E5134 | |
TE buffer (1 mM TRIS and 0.1 mM EDTA) | |||
TaqMan Universal PCR Master Mix | Applied Biosystems/Life-Technologies | 4364338 | |
Dual labeled probes HPLC 0.01 mmol | Eurofins MWG Operon/Carlo Erba Reagents S.r.l | Resuspend the lyophilized product to 100 picmol/µl | |
NanoDrop 2000c spectrophotometer | ThermoFisher | ||
Applied Biosystems 2720 Thermal Cycler | Applied Biosystems/Life-Technologies | 4359659 | |
Fast 7500 Real-Time PCR system | Applied Biosystems/Life-Technologies | ||
SDS Sequence Detection Software 1.4 | Applied Biosystems/Life-Technologies |
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