Summary

血清およびリアルタイム PCR を用いたプラズマ コピー数検出

Published: December 15, 2017
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Summary

本稿では、血清または血漿 dna のリアルタイム PCR のアプローチを使用して実行されるコピー数変動解析について説明します。去勢抵抗性前立腺癌患者への薬剤耐性予測に適していますが、それはまた他の病気のために有益かもしれない。

Abstract

血清と血漿細胞 DNA (cfDNA) は、がんの診断、予後、監視、および治療抵抗性の予測のためのバイオ マーカーの報知的な非侵襲的なソースとして示されています。頻度の高いイベントは、アンドロゲン受容体 (AR) 遺伝子コピー数 (CN) を得る仮説から始まって転移性去勢抵抗性前立腺癌 (mCRPC)、提案する潜在的な予測バイオ マーカーとしての cfDNA でこのイベントを分析します。

AR CN 2 別のリアルタイム PCR の試金および 2 遺伝子 (RNaseP1) を使用して cfDNA の評価を行った。60 の DNA 量 ng は、アッセイの組み合わせごとに使用されました。ARCN の利得より正確な方法としてデジタル PCR を使用して確認されました。CN 変動解析はすでに mCRPC の設定で治療抵抗性の予測のために有益であること実証されているが、ことができる役に立つことも異なる患者の設定で他の目的のため。CfDNA CN 分析いくつかの利点があります: それは非侵襲的な迅速かつ簡単に実行、および血清または血漿材料の少量から開始します。

Introduction

循環血液の細胞 DNA (cfDNA) は、がんの診断、予後、監視、および治療抵抗1,2の予測のためのバイオ マーカーの最適なソースであること実証されています。多くの研究は、DNA 変異 (突然変異、コピー数変異組織におけるエピジェネティック修飾) と対応するプラズマ サンプル1、腫瘍 DNA (葉緑体) の循環があることを確認で見つけられるそれらと良い一致を示しています。原発巣と転移腫瘍組織変化3のための情報。葉緑体を勉強の可能性こうしてゲノムの語順換えおよび特定遺伝子4、潜在的転移のクローンと subclonal のセルを識別するコピー数変化 (CNVs) の再構築が可能します。葉緑体は、がん治療のモニタリングとして特定の突然変異および関連の特定の目標とされた療法5,6CNVs を抱いてそれに特に有用であること示されています。また、組織生検の必要性を克服し、非侵襲的な方法で特定のがんの治療の間に異なった時に取得される結果をことができます。

前立腺癌細胞のアンドロゲンを循環の相関について受容体 (AR) CNVs と治療、アビラテロンおよび enzalutamide への応答が示されていることを示すAR遺伝子のコピー数 (CN) cfDNA 可能性があります、有望なバイオ マーカー治療抵抗7,8,9,10,11を予測できます。別の感度、コスト、速さとさまざまなアプローチを使用して緯度における特定遺伝子の CNVs を評価できる (e.g。 リアルタイムでデジタル PCR および次世代シーケンス)。

ここで二重の試金, 血清と血漿サンプル7,8から cfDNA のAR CN を評価するため、リアルタイム PCR の技術に基づいて、シンプルで高速なアプローチについて述べる。前立腺癌 (RNaseP、通常コピー番号ステータスを持っている知られていた内部標準遺伝子としてAR (Xq12) の 5 イントロンと他の 2 つの遺伝子内にある 2 つの異なるゲノム領域に設計された PCR の試金が 2 つと考えてください。14q11; に位置します。1、1 にある p 34)。精度と結果の感度を高めるためのものではなく、2 つの参照の遺伝子を選びました。60 の DNA 量 ng は、アッセイの組み合わせ (結合アッセイAR assay_1 + RNasePAR assay_2 + AGO1) ごとに増幅されました。健康な男性から 3 つの血清または血漿 DNA サンプルはプールされ、校正器として使用します。カットオフと考えた > AR利得の 1.5 と < 削除の 0.5。この方法の主な利点の 1 つは、それが柔軟なことと他の遺伝子も評価できるということ、腫瘍の種類と特性に基づいて、内部標準遺伝子の変更です。

Protocol

コピー数解析のリアルタイム PCR を実行する血清または血漿サンプルからの DNA の隔離のプロトコルの構成します。特定のターゲットのためのリアルタイム PCR、DNA 量制御 (分光光度計) DNA の抽出を行った。図 1手順とタイム ラインの概要について報告する. プロトコルは、IRST 人間研究倫理委員会のガイドラインに従います。 1. 血…

Representative Results

合計 cfDNA 濃度は 6.12 ng/μ L の中央値を示すすべてのサンプル分析、吸光光度法による定量 (範囲: 2.00 23.71 ng/μ L) 血清サンプルの 3.21 ng/μ L の中央値 (範囲: 2.31 8.49 ng/μ L) 血漿検体の。リアルタイム PCR 実験による検体の合計を行った。 テスト感度は、コピー数解析の校正サンプルとしても使用されている健康なドナーから<e…

Discussion

ARCN における血清と血漿中のサンプルは、去勢抵抗性前立腺癌 (CRPC) 患者の層別化のための新しい非侵襲的アプローチを表します。それは最近AR CN は CRPC 患者アビラテロンおよび enzalutamide、化学療法7,8,9,10前後の結果を予測することが実証されています。

我々 の…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

データ解析のサポート、キアラ モリナーリとフィリッポ アングイッラーラに感謝します。

Materials

BD Vacutainer Serum Tubes Becton Dickinson 367814 whole blood tube for serum
BD Vacutainer EDTA Tubes Becton Dickinson 366643 whole blood tube for plasma
Ethanol absolute VWR the user could use also other companies
TaqMan Copy Number assay Thermo Fisher Scientific 4400291 Pre-designed and validated assays with FAM-dye. We used the followig assay: AR_assay1: hs04107225 adn AR_assay2: hs04511283
TaqMan Copy Number assay (modified) Thermo Fisher Scientific 4467084 Pre-designed assay modified with VIC-dye: AGO1: Hs02320401_cn
TaqMan Copy Number Reference Assay, human, RNase P Thermo Fisher Scientific 4403326
TaqMan Universal PCR Master Mix Thermo Fisher Scientific 4326708 Master mix for Real Time PCR
QIAamp DNA Mini Kit (50) Qiagen 51304 DNA extraction kit
MicroAmp 96-Well Plates Thermo Fisher Scientific N8010560 plates for realt time PCR
NanoDrop 1000 Spectrophotometer Thermo Fisher Scientific the user could use also other spectrophotometric methods to quantify DNA
7500 Fast Real-Time PCR System Applied Biosystem the user could use also other real time instrument
CopyCaller Software Applied Biosystem Software for copy number analysis

References

  1. Salvi, S., et al. Cell-free DNA as a diagnostic marker for cancer: current insights. Onco Targets Ther. 9, 6549-6559 (2016).
  2. Heitzer, E., Ulz, P., Geigl, J. B. Circulating tumor DNA as a liquid biopsy for cancer. Clin. Chem. 61 (1), 112-123 (2015).
  3. Murtaza, M., et al. Non-invasive analysis of acquired resistance to cancer therapy by sequencing of plasma DNA. Nature. 497 (7447), 108-112 (2013).
  4. Heitzer, E., Ulz, P., Geigl, J. B., Speicher, M. R. Non-invasive detection of genome-wide somatic copy number alterations by liquid biopsies. Mol. Oncol. 10 (3), 494-502 (2016).
  5. Diaz, L. A., et al. The molecular evolution of acquired resistance to targeted EGFR blockade in colorectal cancers. Nature. 486 (7404), 537-540 (2012).
  6. Dawson, S. J., et al. Analysis of circulating tumor DNA to monitor metastatic breast cancer. N. Engl. J. Med. 368 (13), 1199-1209 (2013).
  7. Salvi, S., et al. Circulating cell-free AR and CYP17A1 copy number variations may associate with outcome of metastatic castration-resistant prostate cancer patients treated with abiraterone. Br. J. Cancer. 112 (10), 1717-1724 (2015).
  8. Salvi, S., et al. Circulating AR copy number and outcome to enzalutamide in docetaxel-treated metastatic castration-resistant prostate cancer. Oncotarget. 7 (25), 37839-37845 (2016).
  9. Romanel, A., et al. Plasma AR and abiraterone-resistant prostate cancer. Sci. Transl. Med. 7 (312), (2015).
  10. Conteduca, V., et al. Androgen receptor gene status in plasma DNA associates with worse outcome on enzalutamide or abiraterone for castration-resistant prostate cancer: a multi-institution correlative biomarker study. Ann Oncol. , (2017).
  11. Attard, G., Antonarakis, E. S. Prostate cancer: AR aberrations and resistance to abiraterone or enzalutamide. Nat. Rev. Urol. 13 (12), 697-698 (2016).
  12. Lee, T. H., Montalvo, L., Chrebtow, V., Busch, M. P. Quantitation of genomic DNA in plasma and serum samples: higher concentrations of genomic DNA found in serum than in plasma. Transfusion. 41 (2), 276-282 (2001).
  13. Chan, K. C., Yeung, S. W., Lui, W. B., Rainer, T. H., Lo, Y. M. Effects of preanalytical factors on the molecular size of cell-free DNA in blood. Clin. Chem. 51 (4), 781-784 (2005).
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Salvi, S., Conteduca, V., Martignano, F., Gurioli, G., Calistri, D., Casadio, V. Serum and Plasma Copy Number Detection Using Real-time PCR. J. Vis. Exp. (130), e56502, doi:10.3791/56502 (2017).

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