Summary

MicroRNA Niceleme DNA bağlayıcı Boya Kimya ve Damlacık Dijital PCR kullanarak Sirkülasyon

Published: June 26, 2016
doi:

Summary

A sensitive and accurate method for cell-free microRNAs quantification using a dye-based chemistry and droplet digital PCR technology is described.

Abstract

mikroRNA (miRNA'ların) (hücre içermeyen) dolaşımdaki kan akışı içine hücrelerden salınırlar. dolaşımdaki Belirli mikroRNA miktarı bir hastalık durumu ile bağlantılı hastalık belirteç olarak kullanılmak üzere bir potansiyele sahip olmuştur. Dijital PCR teknolojisi bir boya temelli kimya kullanılarak ve damlacık microRNA ölçümü dolaşan için hassas ve doğru bir yöntem son zamanlarda geliştirilmiştir. Spesifik olarak, nükleik asit (LNA) belirli miRNA'ların mutlak miktarının elde edilmesi mümkün olmaktadır, uyumlu bir damlacık dijital PCR sisteminin yeşil floresan DNA bağlayıcı boya ile miRNA spesifik primerler tabanlı Kilitli kullanılarak. Burada, bu tekniği gerçekleştirmek gibi plazma ve serum gibi biyolojik sıvılarda, içinde miRNA miktarını değerlendirmek için nasıl tarif uygulanabilir ve etkili hem de.

Introduction

MicroRNAs (miRNAs) are released into blood circulation by potentially all the cells of the organism, as a consequence of active release or necrotic and apoptotic processes. Cell-free miRNAs have been detected in the bloodstream either as free stable molecules or linked to lipoproteins or enveloped inside exosomes and microvesicles 1-3. They are believed to function as cell-to-cell communicators 4, and their amount changes in the presence of cancer, cardiac disorders or autoimmune diseases 5-7. Their accurate and reproducible quantification is the basis for their evaluation as disease biomarkers. However, for several reasons already described elsewhere 8,9, miRNA quantification in serum or plasma, as well as other body fluids, could be very challenging 10,11. We recently developed a method for the absolute quantification of circulating miRNAs, based on miRNA-specific LNA primers and DNA-binding dye droplet digital PCR (ddPCR) technology 12. This methodology has been applied to the validation of miRNA breast cancer biomarkers 13,14.

After the partitioning of each reverse-transcribed miRNA molecule inside a nanoliter-sized droplet, it is possible to count the copy number of each miRNA in each sample, basically counting the number of green, and therefore positive, fluorescent droplets. As soon as a PCR reaction occurs, a positive count is achieved, without the need to establish a standard curve or taking PCR efficiency into account in target amount calculation, as it happens with quantitative RT-PCR (RT-qPCR). In addition, ddPCR proved to be more sensitive and accurate than RT-qPCR in circulating miRNA quantification 15. In this article we present the detailed protocol of this methodology, discussing the most relevant steps andspecifically considering serum and plasma clinical samples.

Protocol

Plazma ya da serum gelen mikroRNA İzolasyon Not: Plazma ve serum hazırlama miRNA miktarının dolaşımdaki ilgili bir adımdır. plazma ve serum hazırlanması için herhangi bir tercih işlemi yoktur. dikkate Önemli olan tek şey aynı deneyden tüm örnekler aynı iş akışı kullanarak işlenmelidir olmasıdır. 200 ul serum veya plazmadan başlayın. Toplam RNA ticari olarak temin edilebilir kitler kullanılarak serum veya plazma izole edilebilir. 1. (miRNA dahil) Toplam RNA Pro…

Representative Results

Plazma ya da serum ml başına özgül miRNA'ların mutlak miktarı, dijital PCR teknolojisi yeşil fluoresan DNA bağlayıcı boya kullanılarak ve damlacık belirlenebilir. 1 son MiRNA konsantrasyonunu belirler pozitif damlacıkları seçim sürecini sunulur şekil (kopya / ml ) analiz yazılımı ile hesaplanmıştır amplifikasyon reaksiyonunda. Kandaki her miRNA miktarı diğerlerine göre biraz miRNA türü daha bol olması, çok farklıdır. d…

Discussion

Sirkülasyon miRNA'lar son derece düşük konsantrasyonlarda, kanda bulunan plazma ve serum örneklerinden elde edilebilir RNA miktarı düşüktür. Bu nedenle, bu tür mikrodizi ve RNA dizi analizi gibi diğer tekniklerle ölçmek zordur. Ayrıca, veriler normalleştirme üzerinde anlaşma genel bir eksikliği ve kan endojen "referans" miRNA'ların varlığı yoktur. Bu bağlamda, serum veya plazma çok düşük dahi olsa ml başına miRNA kopya sayısını sayma yeteneğine sahip damlacık dijital …

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

(-, 2010/15 9980 5 mille n başına. Özel Program Moleküler Klinik Onkoloji) ve Üniversite ve Öğretim İtalyan Bakanlığı MF (MFAG 11676) Kanser Araştırma İtalyan Derneği (AIRC) den ve MN için fon tarafından desteklenen MN Araştırma FIRB 2011 (Proje RBAPIIBYNP).

Materials

miRNeasy Mini Kit Qiagen 217004 Columns for total RNA, including miRNA, extraction from serum/plasma
100 nmole RNA oligo Cel-miR-39-3p Integrated DNA Technologies Custom Sequence: UCACCGGGUGUAAAUCAGCUUG
Universal cDNA synthesis kit II, 8-64 rxns Exiqon 203301 Kit for microRNA reverse transcription
MicroRNA LNA PCR primer set  Exiqon 204000-206xxx and 2100000-21xxxxx Primers for miRNA amplification inside droplets
QX200 droplet generator BioRad 186-4002 Instrument used for droplet reading
QX200 droplet reader BioRad 186-4003 Instrument used for droplet generation
QuantaSoft software BioRad 186-3007 Software for data collection and analysis
PX1 PCR plate sealer BioRad 181-4000 Plate sealer
DG8 droplet generator cartridges and gaskets BioRad 186-4008 Cartridges used to mix sample and oil to generate droplets
QX200 ddPCR EvaGreen supermix BioRad 186-4033/36 PCR supermix
QX200 droplet generator oil for EvaGreen dye BioRad 186-4005 Oil for droplet generation

Referencias

  1. Arroyo, J. D., et al. Argonaute2 complexes carry a population of circulating microRNAs independent of vesicles in human plasma. Proc Natl Acad Sci U S A. 108, 5003-5008 (2011).
  2. Skog, J., et al. Glioblastoma microvesicles transport RNA and proteins that promote tumour growth and provide diagnostic biomarkers. Nat Cell Biol. 10, 1470-1476 (2008).
  3. Vickers, K. C., Palmisano, B. T., Shoucri, B. M., Shamburek, R. D., Remaley, A. T. MicroRNAs are transported in plasma and delivered to recipient cells by high-density lipoproteins. Nat Cell Biol. 13, 423-433 (2011).
  4. Braicu, C., et al. Exosomes as divine messengers: are they the Hermes of modern molecular oncology. Cell Death Differ. 22, 34-45 (2015).
  5. Creemers, E. E., Tijsen, A. J., Pinto, Y. M. Circulating microRNAs: novel biomarkers and extracellular communicators in cardiovascular disease. Circ Res. 110, 483-495 (2012).
  6. Guay, C., Regazzi, R. Circulating microRNAs as novel biomarkers for diabetes mellitus. Nat Rev Endocrinol. 9, 513-521 (2013).
  7. Schwarzenbach, H., Nishida, N., Calin, G. A., Pantel, K. Clinical relevance of circulating cell-free microRNAs in cancer. Nat Rev Clin Oncol. 11, 145-156 (2014).
  8. Moldovan, L., et al. Methodological challenges in utilizing miRNAs as circulating biomarkers. J Cell Mol Med. 18, 371-390 (2014).
  9. Tiberio, P., Callari, M., Angeloni, V., Daidone, M. G., Appierto, V. Challenges in Using Circulating miRNAs as Cancer Biomarkers. Biomed Res Int. 2015, 731479 (2015).
  10. Jarry, J., Schadendorf, D., Greenwood, C., Spatz, A., van Kempen, L. C. The validity of circulating microRNAs in oncology: five years of challenges and contradictions. Mol Oncol. 8, 819-829 (2014).
  11. Witwer, K. W. Circulating MicroRNA Biomarker Studies: Pitfalls and Potential Solutions. Clin Chem. 61, 56-63 (2015).
  12. Miotto, E., et al. Quantification of Circulating miRNAs by Droplet Digital PCR: Comparison of EvaGreen- and TaqMan-Based Chemistries. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev. 23, 2638-2642 (2014).
  13. Ferracin, M., et al. Absolute quantification of cell-free microRNAs in cancer patients. Oncotarget. , (2015).
  14. Mangolini, A., et al. Diagnostic and prognostic microRNAs in the serum of breast cancer patients measured by droplet digital PCR. Biomarker Research. , (2015).
  15. Hindson, C. M., et al. Absolute quantification by droplet digital PCR versus analog real-time PCR. Nat Methods. 10, 1003-1005 (2013).
  16. Mestdagh, P., et al. Evaluation of quantitative miRNA expression platforms in the microRNA quality control (miRQC) study. Nat Methods. 11, 809-815 (2014).

Play Video

Citar este artículo
Ferracin, M., Salamon, I., Lupini, L., Miotto, E., Sabbioni, S., Negrini, M. Circulating MicroRNA Quantification Using DNA-binding Dye Chemistry and Droplet Digital PCR. J. Vis. Exp. (112), e54102, doi:10.3791/54102 (2016).

View Video