Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы представляем протокол точно определить несколько генетические изменения целевого региона в одном реакции с использованием высадки ddPCR и уникальный Пара зондов гидролиза.
Капелька цифровой полимеразной цепной реакции (ddPCR) является высокочувствительным количественных полимеразной цепной реакции (ПЦР) метод, основанный на фракционирование образца в тысячи индивидуальных реакций воды в нефти, нано размера. Недавно ddPCR стал одним из наиболее точных и чувствительных инструментов для циркулирующих опухолевые выявления ДНК (ctDNA). Одним из основных ограничений стандартного ddPCR техники является ограниченное количество мутаций, которые могут проверяться на реакции, которые требуются конкретные гидролиза зонды, признавая каждой возможной аллельные версии. Альтернативная методология, высадки ddPCR, повышает пропускную способность, так как он требует только одна пара зондов для выявления и количественной оценки потенциально все генетические изменения в целевом регионе. Высадки ddPCR отображает сопоставимых чувствительности обычных ddPCR анализов с преимуществом обнаружения большее количество мутаций в одной реакции. Он является экономически эффективным, экономит драгоценное образец материала и может также использоваться как инструмент для обнаружения при мутации не известны заранее.
Были сообщения о1тысячи соматических мутаций, связанных с развитием рака. Среди них некоторые являются прогнозирования маркеры эффективности таргетная терапия 2,3 и генетический скрининг этих мутаций теперь обычной клинической практике. Капелька цифровая технология ПЦР (ddPCR) может использоваться для наблюдения за наличие или отсутствие мутации с высоким Определение точности и высоко совместим с неинвазивные жидкого биопсий4,5. Однако текущий ddPCR анализы предназначены прежде всего для выявления мутаций известный априори. Это серьезно ограничивает использование ddPCR как инструмент обнаружения, когда мутация неизвестен. Действительно в обычных ddPCR дизайн, гидролиз зонд, признавая аллеля дикого типа (WT зонд) конкурирует с конкретного ПЭП, признавая Мутантный аллель (MUT зонд) (рис. 1A). Зонд с более высокой аффинностью скрестил на шаблон и освобождает его Флюорофор, указывая на характер соответствующего аллеля. Флуоресценции данных, полученных для каждой капли могут быть визуализированы в точечной, представляющие испускаемых WT и MUT зондов в разных измерениях флуоресценции. Схематическое представление типичный результат для обычных ddPCR assay представлена на рисунке 1A. В этом примере синий облако соответствует капли, содержащие WT аллели, выявленные WT зонда, в то время как красные облака соответствует капель, в которых был усиленный и определены зонд MUT MUT аллеля. В зависимости от количества ДНК, загруженных в реакции двойной положительный капли, содержащие WT и MUT ампликонов может появиться (зеленый облако). Светло серый облако соответствует пустой капельки.
Поскольку большинство платформы позволяют для обнаружения ограниченное количество флуорофоров (обычно 2, но до 5), пропускная способность обычных ddPCR ограничен. Таким образом ориентация регионов с несколькими соседними мутации требует дизайн технически сложных мультиплекс ddPCR анализов или использование нескольких реакций, ориентации каждого мутация параллельно. Высадки ddPCR стратегии, преодолевает это ограничение, как он потенциально может обнаружить генетические изменения в пределах целевого региона, используя уникальную пару WT гидролиза зондов. Первый зонд (зонд 1) переплетами-переменной последовательности, прилегающих к целевого региона и второй зонд (зонд 2) дополняет WT последовательность целевого региона, где мутации являются ожидается (рис. 1B). В то время как первый зонд измеряет общее количество мы молекул в реакции, второй зонд дискриминирует WT и MUT аллели, субоптимальных гибридизации мутант последовательностей. Зонд 2 можно определить несколько типов мутаций в целевом регионе (один или несколько нуклеотидов замены, удаления и т.д.)6. Как и в обычных ddPCR светло серые облака соответствует капель, содержащих не молекул ДНК. Важно напомнить, что в этом типе пробирного, оптимальное разделение WT и MUT облака зависит количество ДНК, загруженных в реакции, так как капли, содержащие WT и MUT целевой аллели нельзя отличить от капель, содержащих только WT формы. Таким образом этот assay требует, что большинство капель содержат не более одной копии целевого гена.
Протокола, представленные здесь руководящими принципами этики Institut Кюри. Все человеческие образцы были получены от пациентов, зачисленных, после обоснованного согласия, в исследованиях, утвержденных Советом по рассмотрению институциональных на Institut Curie.
1. кровь сбора, хранения плазмы и экстракции ДНК клеток бесплатно
Примечание: ДНК, извлеченные из любого типа «ткани» может использоваться (например, свежие или формальдегида Исправлена парафин-врезанных тканей (FFPE), клетки в культуре или крови образцов). Здесь мы предоставляем подробные инструкции для сбора крови, плазмы изоляции и хранения и свободных клеток экстракции ДНК (cfDNA).
2. ddPCR зонд и конструкции праймера (рисунок 2A)
Примечание: Усиление целевой молекул в assay ddPCR высадки следует аналогичные принципы ПЦР. Каждый грунт и зонд разработан с обычными специализированное программное обеспечение Primer37 (http://primer3.ut.ee/).
3. Оптимизация ddPCR реакции (рисунок 2A)
Примечание: Одичал типа и мутантов ДНК элементы управления, используемые на этом шаге можно получить из клеточных линий, образцы опухоли или коммерчески доступных ДНК эталонных стандартов, например.
4. ddPCR протокол (рис. 2B)
Примечание: Похож на обычных ddPCR, высадки ddPCR протокол состоит из 4 этапов: (i) ПЦР смесь подготовки, (ii) капли поколения, амплификации PCR (iii) и (iv) данных.
5. анализ данных (рис. 2 c и 3 на рисунке)
Примечание: ПЦР позитивных и негативных ПЦР капельки, учитываются для обеспечения абсолютной количественной оценке Мут и WT аллелей в целевом регионе. Назначенные капли используются для вычисления ТБР в каждой скважине. Капелька количественная оценка и анализ сдачи анализов можно выполнить с помощью пакета ddPCR R (https://github.com/daattali/ddpcr), разработанный Аттали и коллеги9,10. Этот пакет R автоматически классифицирует капель, как пустой, частью «дождь» (из-за неэффективного амплификации), или как наполнены реальным позитивным сигналом (рис. 3). Следующий раздел, представляя различные этапы анализа является Краткая версия описательный виньетка алгоритма, написанные авторами (см. алгоритм https://github.com/daattali/ddpcr/blob/master/vignettes/. RMD для получения более подробной информации). Данные экспортируются в файлы с разделителями-запятыми (FileName_Amplitude.csv) и загружены в ddPCR пакет, чтобы быть проанализированы непосредственно в R или через выделенный веб-интерфейс.
В исследовании, доказательство концепции крас 2 экзона мутации (кодоны 12 и 13) и EGFR экзона 19 изъятия были исследованы в образцах плазмы от больных раком с использованием стратегии сдачи в ddPCR6и FFPE тканей.
Зонд высадк?...
Для разработки эффективной высадки ddPCR assay, оптимизация имеет решающее значение, и протокол должен быть тщательно следили за. Каждая комбинация грунты и зонды имеет уникальную эффективность реакции PCR. Таким образом отдельные assay должно тщательно проверяться на контрольных образцах пе?...
Несколько авторов названы изобретателей два патентных заявок (EP17305920.5, EP18305277.8), связанные с ctDNA обнаружения.
Эта работа была поддержана Institut Curie SiRIC (Грант инков-DGOS-4654). Авторы также хотел бы поблагодарить Каролин Hego за ее вклад в видео.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
K2EDTA tube (color code : lavender) | BD | 367863 | EDTA tubes are used to obtain a whole blood or EDTA plasma sample |
QIAamp Circulating Nucleic Acid Kit (manual protocol) | Qiagen | 55114 | For isolation of free-circulating DNA from human plasma |
QIAsymphony DSP Circulating DNA Kit (automated protocol) | Qiagen | 937556 | For isolation of free-circulating DNA from human plasma |
QIAsymphony SP system | Qiagen | 9001297 | fully integrated and automated system for cfDNA, DNA or RNA purification |
QIAvac 24 Plus | Qiagen | 19413 | For purification of up to 24 cfDNAs simultaneously |
Qubit fluorometer | Invitrogen | Q33226 | The Qubit fluorometer is a benchtop fluorometer for the quantitation of DNA |
QX100 or QX200 reader | Bio-Rad | 186-3003 or186-4003, respectively | The reader measures fluorescence intensity of each droplet and detects the size and shape as droplets pass the detector |
QX100 or QX200 droplet generator | Bio-Rad | 186-3002 or 186-4002, respectively | Instrument used for droplet generation |
C1000 thermal cycler | Bio-Rad | 1851196 | Modular thermal cycler platform, includes C1000 Touch thermal cycler chassis, 96-well fast reaction module |
Plate sealer | Bio-Rad | 181-4000 | PX1™ PCR plate sealer |
DG8 cartridge holder | Bio-Rad | 186-3051 | Positions and holds the DG8 cartridge in the instrument for droplet generation |
Droplet generator cartridges and gaskets | Bio-Rad | 186-4007 | Microfluidic DG8 cartridge used to mix sample and oil to generate droplets; DG8 gaskets seal the cartridge to prevent evaporation and apply the pressure required for droplet formation |
PCR supermix | Bio-Rad | 186-3010 | ddPCR supermix for probes (no dUTP) |
96-well PCR plates | Eppendorf | 951020362 | 96-well semi-skirted plates |
Foil seal | Bio-Rad | 181-4040 | Pierceable foil heat seal |
ddPCR Droplet Reader Oil | Bio-Rad | 186-3004 | oil used in the read |
Droplet Generation Oil for Probes | Bio-Rad | 186-3005 | oil for droplet generation |
DNA loBind Tube 1.5 mL | Eppendorf | 0030 108.051 | Eppendorf LoBind Tubes maximize sample recovery by significantly reducing sample-to-surface binding |
Multiplex I cfDNA Reference Standard Set | HORIZON | HD780 | The Multiplex I cfDNA Reference Standards are highly-characterized, biologically-relevant reference materials used to assess the performance of cfDNA assays that detect somatic mutations |
QUBIT DSDNA HS ASSAY KIT, 500 | Life Technologies | Q32854 | The HS assay is highly selective for double-stranded DNA (dsDNA) over RNA and is designed to be accurate for initial sample concentrations from 10 pg/µL to 100 ng/µL |
Qubit Assay Tubes | Life Technologies | Q32856 | Qubit assay tubes are 500 µL thin-walled polypropylene tubes for use with the Qubit Fluorometer |
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