Method Article
私たちは、脳脊髄液(CSF)中のマイクロRNAをプロファイリングするリアルタイムPCRのプロトコルを記述します。 RNA抽出プロトコールを除いて、手順は他の体液、培養細胞、または組織試料から抽出したRNAに拡張することができる。
マイクロRNA(miRNA)は、それらの翻訳抑制を調節することにより、mRNAおよびその結果として、上に位置する部位を標的とするRISCを誘導することにより、遺伝子制御の強力な層を構成している。 miRNA発現の変化は、すべての主要な複雑な疾患の発症に関与することが示されている。さらに、最近の知見は、miRNAが細胞外環境に分泌し、それらが高い安定性で循環することができ、血流および他の体液を入力することができることを示した。このような循環のmiRNAの機能は、主にとらえどころのないままですが、このようなmiRNAプロファイリングアレイのような体系的な高スループットのアプローチは、神経変性疾患や癌のいくつかのタイプを含むいくつかの病的状態におけるmiRNAシグネチャーの同定につながるている。この文脈において、脳脊髄液中のmiRNA発現プロファイルの同定は、我々の最近の研究で報告されたように、バイオマーカー分析のためのmiRNAの魅力的な候補にする。 _content ">このようなマイクロアレイ、定量的リアルタイムPCR(定量PCR)、および深いシーケンシングなどのマイクロRNAのプロファイリングに利用できるいくつかのツールがあります。ここでは、定量的リアルタイムPCRにより脳脊髄液中のマイクロRNAのプロファイルを作成するための感度の高い方法を記載している。私たちは、 Exiqon社のマイクロRNAを使用し、すぐに使用できるPCR法人間のパネルIと742のユニークな人間のマイクロRNAの検出を可能にする二V2.R、我々は、三連の実行で配列を行い、我々は処理され、ジェネックスプロフェッショナル5ソフトウェアを使用してデータを分析した。
このプロトコルを使用して、我々は成功した細胞株および初代細胞の様々な種類のマイクロRNA、CSF、血漿、およびホルマリン固定パラフィン包埋組織をプロファイルしています。
マイクロRNAは、転写後に遺伝子発現を調節する非コードRNA(長さ21〜23ヌクレオチド)の小さなファミリーに属する。マイクロRNAは、比較的安定であると思われる細胞外空間に分泌させることができる。 miRNAの発現の変化を決定するmiRNAプロファイルを行い、大量のデータを処理する、バイオマーカーの同定に向けた重要なステップであることができるが威圧されてもよい。
ここでは、敏感なリアルタイムPCRによって(他の体液に適用)脳脊髄液におけるmiRNA発現の変化を決定するためのプロトコルを記載している。また、統計分析および結果のグラフ表示を含む、データ分析のためのソフトウェアの使用を記載している。全体の手順は、比較的容易かつ簡単であり、プロファイリングおよびリアルタイムPCRマシンの数が利用可能な、比較的迅速されるサンプルの数に応じ。実験の部は、取り扱いの精度が要求さ384ウェルプレートへピペッティングRNA、ジェネックスを用いてデータ解析部インフォマティクスと統計の一部の基本的な知識を必要とする。
次のプロトコルは、準備ができてPCRプレートを使用して、CSF、プロファイルマイクロRNAからRNAを単離するための標準的な手順を説明します。有機相抽出は、任意であり、キャリアRNAがRNAの最大の回収を確実に抽出の間、試料に添加されていることに注意してください。これにより、RNAを定量化する必要はない。
cDNAは、前日(約2時間)を合成した場合、全体的な6-8のプレートの平均は一日に実行することができる。全てのサンプルは、プロファイルおよびソフトウェアにロードされたときにデータの解析を行う。比較のためのサンプル/基又はそれらの組合せの数に応じて、データ分析は、1〜数時間必要とし得る。
1。 RNA抽出
RNA抽出を分析まで一定分量で-80℃で凍結保存CSFサンプルから実施された。この手順ではパリのmirVana分離キットを製造業者の楽器以下、使用した全RNA単離のためctions。小さなRNA種の濃縮は、このキットには可能であるが、このステップは行われず、RNA抽出手順は、全RNAの単離工程の後に終了し、次の点に注意してください。 (他の市販のRNA抽出キットのような)のmirVanaパリ分離キットは、有機溶媒抽出を必要としませんが、また、この手順のためのプロトコルを以下に記載されています。
RNA抽出のためのプロトコルは、2つのステップで構成されます。
1.1。有機抽出(のmirVanaパリRNA抽出キットを使用している場合は不要)
1.2.2。全RNAの分離
1.1。有機抽出
1.1.1。試薬を準備します
1.1.2。 CSFを準備します
1.2。 RNAの単離
それはRNAサンプルを処理するための専用のベンチ、ピペットのセット、およびラックを持っていることをお勧めします。作業領域およびツールは、RNアーゼザップスプレーを用いて汚染除去及び各実験の前ワイプされる。
1.2.1。試薬を準備します。
1.2.2。全RNAの分離
2。 miRNAプロファイル:定量RT-PCRプロトコル
miRNAプロファイリングのためのプロトコルは、2つのステップで構成されます。
2.1。第一鎖cDNA合成
2.1.1。鋳型RNAを希釈
2.1.2。試薬を準備します
2.1.3。逆転写反応のセットアップ
試薬 | パネルIの容量(μL) | パネルⅠ+Ⅱ容量(μL) |
5X反応バッファー | 4.4 | 8.8 |
ヌクレアーゼを含まない水 | 9.9 | 19.8 |
酵素ミックス | 2.2 | 4.4 |
UniSp6 RNAスパイクインテンプレート | 1.1 | 2.2 |
テンプレートの全RNA(5 NG /μL) | 4.4 | 8.8 |
全容積 | 22 | 44 |
2.1.4。試薬を混合し、スピン
2.1.5。インキュベートし、熱不活性化
2.2.1。リアルタイムPCR用試薬を準備
2.2.2。サイバーグリーンマスターミックス、水、およびcDNAを組み合わせて、PCRプレートに追加
以下の手順は、チューブ表面に付着するcDNAの低濃度を避けることをお勧めします。
2.2.3。リアルタイム·PCR
表2に詳述以下のパラメータのリアルタイムPCR増幅および融解曲線分析を行う。
プロセスステップ | [設定]、ロシュLC480 |
ポリメラーゼの活性化/変性 | 95°C、10分間 |
増幅 | 45増幅サイクルでの 95℃、10秒 60℃、1分 ランプ·レート 1.6℃/秒 光学読む |
融解曲線分析 | はい |
表2。ロシュライトサイクラー480を用いてリアルタイムPCRサイクル条件。
2.3。リアルタイムPCRデータ分析
リアルタイムPCRのデータ解析は、Exiqon社ジェネックスプロフェッショナル5.0を使用して行われ、次のT彼は指示をお勧めします。ジェネックスステップバイステップのマニュアルがダウンロードできhttp://www.exiqon.com/ls/Documents/Scientific/Exiqon-data-analysis-guide.pdf
データ分析は、3つのステップで構成されています。
2.3.1。データのインポート
2.3.2。データの前処理
2.3.3。統計分析
ジェネックス·ソフトウェアは、T-検定およびANOVA統計分析を含む、広範囲のを可能にする。
2.3.4。発現プロファイリング
次のようにマイクロRNAおよびサンプルは、分類されたクラスタ化、および熱マップと系統樹上で可視化することができる
この研究からの結果は、以前に公開されている1。geNormアプリケーションを使用して、候補参照マイクロRNAの解析から1の結果を示す図 。したがって、2つのマイクロRNAは、miR-622及びmiR-1266は、参照遺伝子として同定されたおよびmiRNA値を正規化するために使用した。
CSFの研究のために、我々は、サンプルの三つのグループを有していた:HIV-(n = 10)に、HIVE脳炎なし(n = 4)に、およびHIV +(HIV +、n = 5)であった。二つのグループは、HIVEおよびHIV +は、HIV-対照群と比較した。統計分析の後に(2.3.3項)11マイクロRNAの発現レベルは、統計的に有意な1発見された。 図2は 、この11マイクロRNA、のmiR-1203-1224-3P、-182 *、-19B-2 *のボックスプロットを表し-204、-362-5P、-484、-720、-744 *、-934、および-937。各列は、リファレンスのないHIV陽性のグループ(ハイブの緑と赤の内のサンプル間でのデータの分布を示しているphalitis)。ウィスカは、中央値、 第 1(Q1)と第 3(Q3)四分位、最大値と最小nonoutliersを示す。
図1。ジェネックス内geNormアプリケーションからの結果を示すグラフバーが。十マイクロRNAは、可能な参照遺伝子と結果として分析したが、最も安定的に発現するmiRNAとしては、miR-622およびmiR - 1266(赤いバー)を示している。 拡大画像を表示するにはここをクリックしてください。
図2。データfの分布を示すボックスプロット脳炎のないHIVE(緑)、HIV陽性のグループ内の11のmiRNA(HIV +、赤)。各列のウィスカーは中央値を示し、 第 1(ボックスの第1四半期、下)および第 3(第3四半期、トップの各箱の)四分位数、nonoutliers(黒線)が最大値と最小値は、より大きな画像を見るにはここをクリックしてください。
マイクロRNAは、翻訳を阻害および/ またはmRNA分解2を促進することにより、遺伝子発現を調節する小さな非コードRNAである。による無細胞条件での高い安定性のために、マイクロRNAは、多くの体液中で検出されている。さらに、マイクロRNAの別個の発現プロフィールがヒトの癌3-9の様々な段階および/ または進行と相関している。
古典チップアレイまたは最新の深いシーケンシング技術を含むマイクロRNAのプロファイルを作成するために利用できるいくつかのツールがあります。しかし、我々はRNAの最小量を必要とするというさらなる利点を有する高感度のqPCRプラットフォーム10,11を利用することを選んだ。 miRCURY LNAユニバーサルRT microRNAのPCRプロトコールは、完全な2のパネルアレイの40 NGを20μlのcDNA合成反応あたり20 ngの全RNAを使用するように最適化されています。 valuablを扱うときにRNAの少量を使用するオプションを持つことは非常に重要である EなどCSFまたはホルマリン固定パラフィン包埋組織1などの難得る臨床検体。重要なのは、RNAの低量を利用して、試料中に存在する可能性抑制剤の濃度を最小限に抑えます。スパイクインの範囲Ct値からおそらく、サンプル中のいくつかの阻害剤の存在が示されます。スパイクでのプローブは、miRNAプロファイリングする前に阻害剤の存在のためのサンプルをテストするために、別々に購入することができます。このテストでは、単一のリアルタイムPCRは、(かNGかμL)RNAの増加濃度を使用して実行されます。
この議定書では、我々は前にRNA単離に有機相抽出を報告します。これは、多くの新しいRNA抽出キットは、この手順を必要としないことに留意すべきである。例えば、我々は正常にフェノール/クロロホルム抽出せず(データは示していない)の血漿を200μlから直接RNA抽出用miRCURY RNA単離キット生体液を用いたプラズマmiRNAをプロファイリングしている。
一般に_content ">、それは統計的に有意な結果を得るために必要な反復の数を適切に決定するために、事前に実験を設計することが重要である。反復の数は、分析されるサンプルの数に依存し得るとに依存し得るサンプルまたはサンプルのグループ内でのバリエーション。我々は、サンプル、合計で20の比較的低い数字を使用しているため、我々の研究、のために、我々は三重でcDNA合成反応を設立することを決定した。実験を設定する前に、生物統計学者と相談月賢明な選択であると強くお勧めします。C tを定義すると、カットオフ値は重要であり、サンプルの種類に依存し、高度に発現されたmiRNAのためにそれは25〜35の間で設定できますが、このような私たちのCSF検体のような低発現したmiRNAのために、高く設定することができます。それはデータ解析になる別の重要なステップは、参照遺伝子(単数または複数)の選択である。 (このような培養細胞におけるmiRNAプロファイリングのような)いくつかの堅牢なデータAG用すべてのサンプルの平均C tを示しローバル正規化を用いてもよい。しかし、これは、バリエーションを提示し、CSFのようなサンプルのためのオプションではありません。同様に、我々は、参照遺伝子として一般に体液中に変化しないと考えられているそれらのmiRNAを利用することができなかった。その代わりに、我々は、レプリカを含むすべてのサンプルで同様のC Tを示したすべてのmiRNAを、選択され、ジェネックスで利用geNorm分析( 図1)を実行しました。結果は、少なくとも可変的発現miRNAとしてのmiR-1266およびmiR-622が示され、それらは参照遺伝子として用いた。 (CtrelのCt-) -基との間のmiRNAの発現の比較は、標準的な化学式2に従うジェネックスの相対的定量化ツールを使用して決定することができる。最後に、結果がヒートマップ図、グラフィック·バーや、 図2のボックスプロットとしてプロットし、他のタイプとして視覚化することができる。ジェネックスで利用可能な視覚化の他のタイプは、階層的クラスタリングを含む、自己組織化マップ(SOM)と、主成分分析(PCA)。 miRNAのに加えて、ジェネックスソフトウェアは、長い非コードRNAである(lncRNAs)プロファイリングのようなアレイの他のタイプの分析のために使用することができる。プレートレイアウトは、エクセル形式でインポートすることができ、miRNAの分析のために記載されるようにデータを扱うことができる。実際、上記の手順で説明したように、我々はのmirVana miRNAの単離キットを使用して、プライマリマウス胎児皮質ニューロンからのlncRNAsをプロファイルしていると我々はジェネックス(未発表データ)を使用してデータを分析した。
要約すると、我々は、脳脊髄液中のマイクロRNAのプロファイルを作成するためのプロトコルを記載した。 RNA抽出に関連するいくつかの変更を加えて、この手順は、他の体液および/または組織の他のタイプのmiRNAをプロファイリングするように適合させることができる。ここで説明する手順で、有機溶媒抽出工程が、事前のRNA単離するために実行されることに注意してください。市販のキットを使用するとき、一般的に、これは、パリのmirVana内線として、必要とされないractionキット。体液からRNAを抽出し、キャリアRNAを試料に添加する場合に加えて、RNA及び2-8μlのRNAをcDNA合成に供される定量化する必要はない。私たちの経験と実験のこのタイプに関連した高いコストを考慮から、我々は最初の数のサンプルをテストしてから、統計的に有意な結果を得るために、プロファイル対象のサンプル/レプリカの数のための統計学者と相談をお勧めします。
著者らは、開示することは何もありません。
国立精神衛生研究所から:記載されたプロジェクトは、受賞番号R01MH079751(F·ペルッツィPI)によってサポートされていました。内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも国立精神衛生研究所や国立衛生研究所の公式見解を示すものではありません。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Table 3. List of equipment. | |||
Finnpipette Novus Multichannel Pipetter | Thermo Scientific | HH05279 | |
Finntip Pipette Tips | Thermo Scientific | 9400613 | |
Thermal Cycler C1000 | Biorad | ||
0.2 ml Low Profile, Clear PCR tubes | Biorad | TLS0801 | |
Flat Cap Strips | Biorad | TLS0803 | |
LightCycler 480 Real-Time PCR System | Roche | ||
LightCycler 480 Sealing Foil | Roche | 04 729 757 001 | |
Refrigerated Centrifuge 5804R | Eppendorf | ||
Swing-bucket Rotor, 4-place | Eppendorf | A-4-44 | |
Bench-Top Mini Centrifuge | Fisher | 05-090-100 | |
Bench-Top Vortex | Fisher | ||
1.5 ml Microcentrifuge Tubes, Sterilized | Fisher | 02-681-5 | |
Matrix Reagent Reservoir, 25 ml | Thermo Scientific | 8093 | |
Thermomixer Confort | Eppendorf | ||
Bench-Top Mini Centrifuge Sigma 1-15 | Sigma | ||
Bench-Top Vortex | Velp Scientifica | F202A0173 | |
Table 4. List of reagents. | |||
Universal c-DNA synthesis kit, 16-32 rxns | Exiqon | 203300 | |
SYBR Green master mix, Universal RT, 25 ml | Exiqon | 203400 | |
Ultrapure Distilled Water Dnase, Rnase free | Invitrogen | 10977-015 | |
MicroRNA Ready to use PCR Human Panels (I+II) V2.R | Exiqon | 203608 | |
mirVana miRNA isolation Kit, 40 isolations | Ambion | AM1556 | |
MS2 RNA carrier | Roche Applied Science | 10165948001 | |
2-mercaptoethanol 98% | Sigma Aldrich | M3148-25ml | |
Ethanol 100% | Carlo Erba | 64-17-5 | |
Nuclease free water | Qiagen | 1039480 | |
RNAse Zap | Ambion | AM9780 |
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