Summary

Circulando MicroRNA Quantificação Usando DNA de ligação Dye Química e Gota Digital PCR

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

Circulating (da isentos de células) microARNs (miARNs) são libertados a partir de células para a corrente sanguínea. A quantidade de microARNs específicos na circulação tem sido associada a um estado de doença e tem o potencial de ser utilizado como biomarcador da doença. Um método sensível e preciso para a circulação de microARN quantificação usando uma química à base de corantes e gota a tecnologia de PCR digital foi desenvolvido recentemente. Especificamente, utilizando Locked Nucleic Acid (LNA) à base de iniciadores específicos de miARN com um corante de ligação a ADN fluorescente verde num sistema de PCR compatível gota digital, é possível obter a quantificação absoluta de miARNs específicos. Aqui, nós descrevemos como realizar esta técnica para avaliar a quantidade de miARN em fluidos biológicos, tais como plasma e soro, é viável e eficaz.

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

Isolamento MicroRNA a partir de plasma ou soro Nota: Plasma e preparação do soro é um passo importante na circulação de miRNA quantificação. Não há nenhum procedimento preferido para o plasma e preparação do soro. A única coisa importante a considerar é que todas as amostras de um mesmo experimento deve ser processado usando exatamente o mesmo fluxo de trabalho. Iniciar a partir de soro ou de plasma de 200 ul. O ARN total pode ser isolado a partir de soro ou plasma, utilizando kits disponíveis comerc…

Representative Results

A quantidade absoluta de miARNs específicos por mililitro de plasma ou soro pode ser determinada utilizando um corante de ligação a ADN fluorescente verde e gota a tecnologia de PCR digital. A Figura 1 apresenta o processo de selecção do gotículas positivo, o qual determina a concentração final de miARN (cópias / ul ) na reacção de amplificação calculada pelo software de análise. A quantidade de cada um miARN no sangue é muito diferente, sendo algumas esp?…

Discussion

miARNs circulantes estão presentes no sangue em concentrações extremamente baixas e a quantidade de ARN que pode ser extraída a partir de amostras de plasma e soro é baixa. Por esta razão, eles são difíceis de quantificar com outras técnicas tais como a sequenciação de ARN e micro-arranjo. Além disso, há uma falta generalizada de acordo com a normalização de dados e a presença de miARNs endógenos de "referência" no sangue. Neste contexto, uma tecnologia de PCR sensíveis, como digitais gota, …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Apoiado pelo financiamento da Associação Italiana de Investigação do Cancro (AIRC) para MF (MFAG 11676) e MN (Oncologia Clínica Programa Especial Molecular -. 5 por mille n 9980, 2010/15) e do Ministério Italiano da Instrução, da Universidade e FIRB Research 2011 para MN (Project 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

References

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Citer Cet Article
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).

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