Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Эта рукопись описывает метод для обнаружения мутаций низкой частоты в ctDNA, ER-Seq. Этот метод отличается ее уникальной использование коррекции ошибок двунаправленный, Специальный фон фильтра и эффективной молекулярной приобретение.
Анализ распространения опухоли ДНК (ctDNA) с помощью следующего поколения последовательности (НГС) стал ценным инструментом для развития клинической онкологии. Однако применение этого метода является сложной задачей из-за его низкой чувствительности при анализе трассировки количество ctDNA в крови. Кроме того этот метод может генерировать ложные положительные и отрицательные результаты из этой последовательности и последующего анализа. Чтобы улучшить возможности и надежность обнаружения ctDNA в клинике, здесь мы представляем технику, которая обогащает редкой мутации для виртуализации, обогатить редкой мутации последовательности (ER-Seq). ER-Seq можно отличить один мутации из 1 x 107 одичал тип нуклеотидов, что делает его перспективным инструментом для обнаружения крайне низкой частоты генетические изменения и таким образом будет весьма полезным при изучении heterogenicity болезни. Благодаря адаптеру уникальный последовательности перевязки этот метод позволяет эффективное восстановление ctDNA молекул, в то же время исправление ошибки двунаправленно (смысл и antisense). Наш выбор 1021 КБ зондов обогащает измерение целевых областей, которые охватывают более 95% мутаций связанных с опухоль водителя в 12 опухоли. Этот экономичный и универсальный метод позволяет уникально успешным накопления генетических данных. После эффективно отфильтровывать фон ошибка, ER-seq точно можно обнаружить редкой мутации. С помощью тематического исследования, мы представляем подробный протокол, демонстрируя зонд дизайн, строительство библиотеки и целевой ДНК захвата методологии, а также включая процесс анализа данных. Процесс для выполнения этого метода обычно занимает 1-2 дней.
Следующего поколения последовательности (НГС), мощный инструмент для исследовать тайны генома, может предоставить большое количество информации, которая может выявить генетические изменения. Применение анализа NGS в клинике стало более распространенным, особенно для персонализированной медицины. Одним из величайших ограничений NGS, однако, является высокая погрешность. Хотя это считается подходит для изучения унаследованные мутации, является анализ редких мутаций значительно ограничены1,2, особенно когда анализа ДНК получены от «жидкий биопсии».
Циркулирующих опухоли ДНК (ctDNA) — свободных клеток ДНК (cfDNA) в крови, что является пролить от опухолевых клеток. В большинстве случаев количество ctDNA крайне низка, которые делают его обнаружения и анализа очень сложным. Однако, ctDNA имеет много привлекательных особенностей: его изоляция является малоинвазивной, он может быть обнаружен на ранних стадиях роста опухоли, ctDNA уровень отражает терапевтическую эффективность и ctDNA содержит мутаций ДНК, в первичных и метастатических поражений 3 , 4 , 5. Таким образом, учитывая быстрое развитие техники NGS и анализа, приложение обнаружения ctDNA стал более привлекательным.
Различные массивно параллельной последовательности подходы были использованы для обнаружения ctDNA, но ни один из этих подходов были приняты для обычного использования в клиниках из-за их ограничений: низкая чувствительность, отсутствие универсальности и относительно высокая стоимость6 ,,78. Например дуплекс последовательности, основываясь на теге уникальный идентификатор (UID), неоднократно исправляет ошибки в двунаправленно консенсус, выпрямлять большинство последовательности ошибок. Однако возможности этого метода теряется из-за ее высокой стоимости и низкого данных использования9,10. Аналогичным образом КАПП-Seq и ее улучшение итерации, КАПП-IDES11,12, имеют большей практичности в cfDNA обнаружения, хотя точность и универсальность этих методов нуждаются в улучшении.
Для удовлетворения текущих потребностей для точного ctDNA обнаружения и анализа, мы разработали новую стратегию, обогатить редкой мутации виртуализации (ER-Seq). Этот подход сочетает в себе следующее: уникальная последовательность адаптеры эффективно восстановить ctDNA молекулы, с коррекцией ошибок двунаправленный и способность различать одной мутации из > 1 × 107 одичал тип нуклеотидов; Зонды 1021 Кб, которые обогащают измерение целевых областей, которые охватывают более 95% мутаций связанных с опухоль от 12 опухолей, включая рак легких, колоректального рака, рак желудка, рак молочной железы, рак почки, поджелудочной железы, рак печени, рак щитовидной железы, Рак шейки матки, рак пищевода и рака эндометрия (Таблица 1); и основной базы данных скрининг, что делает его эффективным и легко точно обнаружить редкие мутации в ctDNA.
Для создания основной базы данных, найти все мутации гена, ER-Seq от ряда того же типа образцов (~ 1000 в начале). Эти реальные мутации должны быть проверены несколько других методов надежного обнаружения и анализа. Далее обобщить шаблон ложных мутаций и кластера все ложные мутации для создания первоначальной основной базы данных. Продолжайте добавлять накладные мутации, нашли от последующих последовательность экспериментов в этой базе данных. Таким образом этот основной базы данных становится динамической расширенной базы данных, что значительно повышает точность последовательности.
Для содействия прогрессу в опухоли диагностики и мониторинга, мы представляем ER-Seq, низкой стоимости и осуществимости метода для получения данных. Мы представляем тематическое исследование, которое прошли анализ ER-Seq, демонстрируя свою точность обнаружения редкой мутации и возможности для использования в клинике.
опухоли образцы и образцы крови были получены в соответствии с протоколом, утвержденным Комитет этики Пекинского университета людей ' s больницы. Письменное информированное согласие было получено от пациентов, чтобы использовать их образцы. Участникам были показаны по следующим критериям: девушки, расширенный Non-маленький мелкоклеточный рак, мутации p.L858R EGFR обозначается предыдущей последовательности Сэнгер, прогрессирование болезни после две сессии EGFR целевой терапии с эрлотиниб, и ER-Seq, который был применен к ctDNA, чтобы проанализировать причины сопротивления и найти новых целевых препаратов.
1. экстракции ДНК из периферической крови для геномной ДНК (геномная ДНК) и cfDNA
2. Подготовка библиотека
Примечание: относительно строительства базовой библиотеки на фрагментированные ДНК, cfDNA существует в фрагментов с bp Размер ~ 170 пик и таким образом не нужно быть раздроблена.
Пример (геномная ДНК)3. Целевые захвата ДНК
Примечание: цели обогащения была выполнена с использованием пользовательской последовательности захвата зонд, который разработан специально для обогащения 1021 КБ целевого региона, охватывающих известных опухольассоциированных драйвер мутации от 12 различные типы опухолей. Изменения в производителя ' в следующих шагах подробно изложены протокол s.
4. секвенирование
5. Рабочий процесс анализа данных
Примечание: Рисунок 3 показывает процесс анализа общей работы потока и данных. Ниже показаны параметры анализа данных и команд.
Зонды 1021 Кб, обогащенный целевых регионов, используемые в ER-Seq приведены в таблице 1, которая охватывает более 95% мутаций гена в 12 распространенных опухолей. Широкий спектр этих датчиков делает этот процесс применимы для большинства больных раком. Кро...
Существование циркулирующей ДНК опухоли (ctDNA) было обнаружено более 30 лет назад, однако применение ctDNA анализов до сих пор не рутинной в клинической практике. С развитием технологий для обнаружения ctDNA и анализа возрос интерес к практическому применению методов ctDNA. Опухоль мониторинг с ...
Авторы не имеют ничего сообщать.
Эта работа поддерживается Институтом Geneplus – Пекин.
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 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены