에스트로겐과 마이크로 RNA 모두를 통해 신호 분자는 유방암의 발전과 성장에 중요하다. 에스트로겐은 전사 인자이다 에스트로겐 수용체를 활성화합니다. 많은 전사 인자는 마이크로 RNA의 발현을 조절할 수 있으며, 에스트로겐 조절 마이크로 RNA는 다른 대규모 기법을 사용하여 프로파일 링 할 수있다.
에스트로겐은 유선의 발달과 유방 암의 진행에 중요한 역할을한다. 그것은에 바인딩 및 에스트로겐 수용체 (ER로), ERα와 ERβ를 활성화하여 그 기능을 매개한다. ERα 자주 유방암에서 상향 조절 및 유방암 세포의 증식을 구동한다. ER로는 전사 인자로서 기능 및 유전자 발현을 조절한다. 단백질 코딩 유전자의 ERα의 조절이 잘 확립되어있는 반면, 마이크로 RNA (miRNA의)를 비 암호화의 조절에 덜 탐구되는 것입니다. 의 miRNAs는 자신의 번역을 억제하거나 mRNA의 저하, 유전자의 전사 후 조절에 중요한 역할을한다. 의 miRNA가 암 유전자 또는 종양 억제로서의 기능을 수행 할 수 있으며, 또한 생체를 약속합니다. 제공되는 miRNA의 분석법 중에서도 마이크로 어레이 및 정량 실시간 중합 효소 연쇄 반응 (qPCR에)은 광범위 miRNA의 수준을 검출하고 정량화하기 위해 사용되어왔다. 유방암, 일에 에스트로겐 신호에 의해 조절의 miRNAs를 확인하려면ERα-양성 유방암 세포 라인에서 EIR 식을 비교 한 이전과 이후 프로브 – 저밀도 배열을 레이블 μParaflo – 미세 마이크로 어레이 및 듀얼을 모두 사용하여 에스트로겐 활성화. 결과는 프로브 계 화학 레이블 시아닌 염료 계 및 이중 모두 적용, 특정의 qPCR 분석을 이용하여 검증 하였다. 또한, 시간 점 분석은 시간이 지남에 따라 규제를 식별하는 데 사용 하였다. 본 연구에 사용 된 miRNA의 분석 방식의 장점은 심지어 제한된 샘플 양의 수많은 샘플에서 성숙한 miRNA의 규정의 빠른 스크리닝을 가능하게한다는 것이다. 특정 세포 배양 조건과 에스트로겐 치료, 생물학적 기술은 복제, 대규모 심사 등의 레이아웃은, 별도의 기술을 사용하여 심층적으로 확인을 한 후, miRNA의 규정의 강력한 탐지를 보장하고, 오탐 (false positive) 및 기타 아티팩트를 제거합니다. 기본 및 전구체 전 사체의 leve에서 그러나, 돌연변이 또는 알의 miRNAs, 또는 규정L은 감지되지 않습니다. 여기에 제시된 방법은 에스트로겐 중재의 miRNA 규제의 철저한 조사를 나타냅니다.
에스트로겐은 유선을 개발하는 동안 중요한 호르몬이다. 에스트로겐은 유방암 1의 개발, 유지 보수, 위험 및 치료에 중요한 역할을한다. 에스트로겐은 전사 인자이며, 특정 표적 유전자를 조절의 ER에 결합하여 그 기능을 발휘한다. 두 수용체의 변형, ERα는 유방암 세포의 에스트로겐 의존 확산을 위해 필수적입니다. 대부분의 유방암은 ERα 양성과 성장을위한 에스트로겐에 따라 달라집니다. 이것은 에스트로겐 신호를 만들어 호르몬 수용체 양성 유방암의 치료를위한 표적을 ERα있다. ERα의 기본 메커니즘을 이해하는 것은 치료 결과를 향상 치료에 저항을 극복하고, 유방암을 개발하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.
의 miRNAs 인해 전사 후 유전자 조절에서의 큰 영향을 세포 기능에 중요한 역할을한다. 의 miRNA는 19 ~ 24 뉴클레오티드 짧고, 단일 가닥먼저 기본 miRNA의 성적 증명서 (PRI-miRNA의)에 RNA 중합 효소 II에 의해 전사되는 RNA를 비 암호화. 그들은 짧은 머리 핀 전구체의 miRNA (사전의 miRNA)에 Drosha에 의해 핵으로 처리하고 주사위 놀이를하는 사람에 의해 처리 세포질에서 성숙의 miRNA를 형성하는 단일 가닥으로 분리된다. 본쇄 성숙의 miRNAs는 RISC 복합체를 형성하기 Argonaute 단백질에 전송된다. 그런 다음의 miRNAs 번역을 차단 또는 대상 mRNA의 2를 분해하여 전사 후 조절로 이어지는, 대상의 mRNA의 3'-비 번역 영역 (3'-UTR)에 하이브리드 수 있습니다.
때문에 에스트로겐과의 miRNA가 모두 정상 또는 중단 에스트로겐 신호와 관련있는 miRNA를 식별, 종양의 진행에서 재생 중요한 역할에 개발에 대한 우리의 이해를 강화하고 유방암의 치료를 개선하기 위해 중요합니다. ERα 단백질 코딩 유전자를 조절하는 방법을 잘 이해하고, 확장이 있지만와 RNA의 규제를 비 암호화에 대한 자세한 내용은 충분히 조사 할 수 남아 있습니다. 유방암 세포주에서의 miRNA의 ERα 규제 해명을 목표로 초기 연구는 동일 세포주 3-6을 분석 한 경우에도 상반되는 결과를 낳았다. 이것은 다양한 치료법, 생물학적 변동, 다른 기술의 사용, 및의 miRNAs의 소형 분석하기가 어려운하게한다는 사실의 결과 일 수있다. 여기, 변형 및 방법의 이슈를 제어하는 프로토콜을 설명한다.
의 miRNAs가 에스트로겐에 의해 조절되는 식별하려면 ERα 활동의 잘 정의 유방암 모델의 프로파일은 첫번째 단계이다. 여러 세포 라인은 임상 유방암의 대부분의 유사 에스트로겐에 의존하는 인간의 ERα-양성 유방암 종양에서 생성되었다. ERα와 그 하류 표적의 발현을 포함하여 이들 세포주이, T47D 및 MCF7의 분자 성질황체 호르몬 수용체 (PR), 에스트로겐 반응과 내강 상피 분화 유전자의 발현과 함께 막 수용체 HER2의 발현의 부족은 유방 종양 7-10의 내강 하위 유형에 대한 모델 '에 적합하다. 17β-에스트라 디올 (E2)는 에스트로겐의 지배적 인 형태이며, ERα 최적의 전사 활성화의 농도와 시간 점은 여러 연구를 특징으로하고 있습니다. 24 시간 동안이 프로토콜 10 nM의 E2 치료에서 유방암 세포 1 ERα 활동에 대한 모델로 사용 T47D와 MCF7된다. 또한, 시간에 따른 miRNA의 규정을 구체적 예 1-72 시간의 시간 간격으로 분석 할 수있다.
둘째, 분석의 miRNA는 그들의 짧은 크기에 부분적으로, 별도의 과제를 가지고 있습니다. 일반 구 아니 thiocyanate-phenol/chloroform/isopropanol RNA의 침전을 수행 할 때 또는 때의 miRNA가 잘 총 RNA의 준비에 유지되지 않습니다 성andard 열 않는 정화가 사용됩니다. 특별한주의 사항은 유지하거나 RNA를의 작은 일부분에 대한 풍부하게 수행 될 필요가있다. 원심 분리 (-80 ° C) 전에 온도를 낮추고, 이소프로판올의 양이 증가하고, 70 % 에탄올로 세정을 생략하여, 유지 된 miRNAs의 침전 과정을 향상시킬 수있다. 또는 miRNA를 함유 총 RNA의 높은 품질과 견고한 제조를위한 특정 열 및 버퍼가 사용될 수있다. 또한 분석 자체에 대한 자신의 짧은 크기는 문제를 만들 수 있습니다. 마이크로 어레이, qPCR에, 차세대 시퀀싱 : 게놈 전체의 miRNA의 심사를 들어, 일반적인 세 가지 선택할 수있는 프로파일 링 기술의 miRNA가 있습니다. 각 기술은 아티팩트를 도입 다른 위험으로 각각 다른 복수의 플랫폼을 사용하여 수행 될 수 있으며, 서로 다른 샘플의 준비가 필요하다. miRNA의 마이크로 어레이에서 슬라이드가 발견되거나 올리고 뉴클레오티드의 수천 합성. 이러한 올리고 뉴클레오티드는 프로브로 사용되어 프로브의 각의는 특정 miRNA의 서열에 하이브리드하도록 설계되어 있습니다. 본 연구에서 수행으로 마이크로 어레이의 샘플 준비, 첫 번째의 miRNA에 대한 풍부하고있는 miRNA에 Cy5에와 Cy3에 라벨을 소개합니다. 마이크로 어레이는 동시에 유전자의 다수의 상대적인 발현 수준을 관찰 할 수있는 기회를 제공 빠른 샘플의 다수의 검사에 적합하지만, 단지 마이크로 어레이에 서열이 존재하게 분석 할 수 있고 예를 들면 변화를 감지하지 않을 불명 또는 돌연변이 의 miRNAs. 이 프로토콜에서 수행으로 마이크로 어레이 분석은 분석을 위해 샘플 당 총 RNA의 상대적으로 많은 양의 약 5 μg가 필요합니다. 저밀도 qPCR에 miRNA의 프로파일 링은 적은 재료 (700 NG / 샘플 및 복제)이 필요하고,의 miRNA의 검출 및 정량화 할 수 있습니다. 전 사체 수준을 측정 할 수 있고, 양 절대량 또는 상 대량 수있다. qPCR의 분석은 우선 루프 형을 사용하여, 여기의 cDNA로 miRNA의 변환을 필요만의 miRNA 성숙의 분석을 보장 각각의 특정 miRNA에 대한 입문서. 이 miRNA를 특정 순방향 프라이머 및 루프 서열에 상보 보편적 역방향 프라이머를 이용하여 증폭 할 수 이상 템플릿을 생성하고, 특이성에 대한 이중 표지 프로브의 포함을 정박 할 수있다. qPCR에의 miRNAs는 수백 각 웰 (11)의 개별 프라이머 쌍과 하나 또는 다수의 384 – 웰 플레이트를 사용하여 병렬로 감지 할 수있는 저밀도 형식으로 사용될 수있다. 샘플의 모든 RNA를 11 서열화 될 수있는 차세대 시퀀싱은, 반면에, 신규 한 변이되거나 편집 된 miRNAs의 발견을 허용 이러한 기술에 있습니다. 이 기술은, 그러나, 작은 RNA를 풍부와 샘플 사이의 상대적인 발현 수준을 변조 이후 강화 된 위험으로 링커 ligations 및 않는 정화의 여러 단계를 사용하여 작은 RNA 라이브러리를 생성하기 위해 여러 단계가 필요합니다. 또한 중요한 bioinformati이 필요합니다CS의 분석. miRNA의 프로파일 링에 대한 다양한 기술을 감안할 때, 가장 적합한 기술은 응용 프로그램에 따라 다릅니다. 물질이 상대적으로 풍부하고 관심이 이미 알려져있는 miRNA의 차등 표현을 정의하는 마이크로 어레이는 최적입니다. 샘플의 제한된 양을 사용할 수 있고 낮은 표현의 miRNAs의 높은 감도가 요구되는 경우 낮은 밀도의 qPCR 어레이는 최적입니다. 시퀀싱 변이 불명의 miRNAs 또는 miRNA의 다른 이소 폼의 분석이 요구되는 경우에 최적이다.
유방암에서 에스트로겐 규제의 miRNA의 연구에서는 두 가지 모델 셀 라인은 RNA의 많은 양이 쉽게 사용할 수있는 T47D 및 MCF7을 사용합니다. 각 세포주의 치료 기술 반복 실험의 여러 통로 각각을 사용하여 복제 된 세포 배양에서 분석 하였다. 이 재현성, ERα 규제의 miRNAs의 강력한 탐지 할 수 있습니다. 상대 miRNA의 발현 수준의 miRNA 마이크로 어레이 및 모두를 사용하여 비교 하였다이중 레이블 프로브 – 저밀도 어레이 (DLP-LDA)과는 시아닌 염료 및 DLP 화학을 모두 사용하여 특정 qPCR에와 결과를 확인. miRNA의 규정은 다음 추가 에스트로겐에 의한 규제에서 무작위주기 변화를 차별화하고, 차 효과의 기본 효과를 나타낼 수 있습니다 시간이 지남에 따라 자신의 정확한 규칙을 정의하는 시계열 분석 하였다. ERα의 크로 마틴 결합 연구와 Bioinformatical 비교는 보조 효과 대 차의 분화에 도움을 발전 할 수 있습니다. 분석은 24 시간 E2 치료 단백질 코딩 성적 증명서 후 즉시 규제되었지만 성숙의 miRNA가 1에 영향을받지 않을 것을 구축 할 수 있습니다 miRNA의 규정의 신뢰성 평가 결과. 그러나, 선택된 하나의 miRNAs의 시계열 분석에서 설명한대로의 miRNAs는, 나중에 타임 포인트에서 조절되는 것이 가능하다. 세부 사항은 더 탐구해야하고 여기에 제시된 프로토콜은 robus를 제공합니다유방암 세포주에서 성숙의 miRNA의 호르몬 조절을 연구하는 T 방법.
유방암 세포에서의 miRNA의 호르몬 조절을위한 메커니즘을 결정하는 것은이 질병을 이해하기위한 플랫폼을 제공 할 수 있고, 유방암에 대한 잠재적 인 치료를 제공 할 수있다. 호르몬 활동을위한 최적의 조건을 제공하기 위해 이러한 세포를 배양하는 것은 매우 중요합니다. 여기서, E2의 최적 투여 량은 치료하는 동안 적절한 시점에 사용 된 치료 전 및 관심 (에스트로겐)의 호르몬 제외되었다는 것을 보장 프로토콜이 설명되었다. 기타 호르몬 및 성장 인자의 효과는 서서히 혈청 수준을 낮추고 그 호르몬, 사이토 카인 및 성장 인자의 대부분 스트리핑 된 FBS이다 DCC-FBS를 사용하여 최소로 유지 하였다. 페놀 레드없는 배지 더욱 페놀 레드 에스트로겐 활성을 가지며 세포 라인 (20, 21)의 특정 기능에 영향을 미치는 것으로보고되었다 주어진 다른 nonhormonal 효과를 최소화하기 위해 사용되었다. 호르몬에 대한 세포의 노출 시간은 매우 중요하다. 유전자의 에스트로겐 관련된 규제를 들면, 이전 24 hrexposure가 유방암 세포 1,18 직접적인 표적 유전자의 상당한 반응을하는 것이 밝혀졌다. 의 miRNAs는 RNA 중합 효소 II에 의해 전사되므로, mRNA를 같이,이도의 miRNAs의 직접적인 조절을 검출하기 위해 적절한 시점이라고 생각된다. 이들의 miRNAs는 유방암 세포에서 이러한 공지 된 ER 표적의 발현에 미치는 영향 경우 아직 결정하여야한다.
miRNA의 발현 프로파일 때문에 miRNA의, 성숙한 miRNA의 순서가 PRI-miRNA의 및 사전 miRNA의도 찾을 수 있다는 사실의 상대적인 작은 사이즈의 도전, 그리고 있기 때문에 자신의 GC 함량 22 이질성 수 있습니다. 여러 프로파일 링 기술과 화학은 이러한 어려움을 극복하기 위해 사용되었다. 이 중 마이크로 어레이 및 qPCR에 분석의 다른 방법 (그림 2)입니다. 마이크로 어레이 널리 전체 게놈 항문에 허용되지만ysis, 그것은 음성 (false negative)을 제공 할 수 있고 화학에서 인쇄 기술 (23)에 이르기까지, 가능한 플랫폼 간의 차이가 존재한다. mRNA의 성적 수만에 비해 수천에서 계산 된 상대적으로 적은 수의 miRNA 유전자를 분석 할 때 또한 정규화 과정은 도전을 선물한다. qPCR에, 다른 한편으로는, 더 민감하고, 적은 수의 유전자가 고려 될 때 잘 적용된다. 플레이트 당 하나의 복제 기술로 큰 384 – 웰 플레이트에서 수행 그러나, 다수의 플레이트를 분석 비싼하는 각 샘플에 대해 분석 될 필요가있다. 또한, 우리 손에, 많은 위음성 결과를 마이크로 어레이에 비해 DLP-LDA 분석을 사용하여 수득 하였다. 성숙한 miRNA의 순서가 PRI-miRNA의 및 사전의 miRNA 서열에 존재하는 것을 감안할 때, 그것은 PCR 기술 (24)를 사용하여 이러한 성적 증명서를 구분하는 관심입니다. DLP 프로브는 사전의 miRNAs 및 SP도 사용할 수 있습니다ecific 프라이머는 시아닌 염료 qPCR의 기술을 사용하여 변형 다른 성숙 또는 전구체를 제외하도록 설계 할 수있다.
qPCR에 결과를 프로파일 링에서 차등 발현의 검증을위한 황금 표준입니다. qPCR에의 효과는, 그러나, RNA 추출, RNA 무결성 (품질), cDNA 합성 프라이머 디자인, 검출 방법 (화학), 데이터 정규화 1,22,25의 참조 유전자 등 여러 파라미터에 의존한다. 짧은 miRNA의 시퀀스 길이가 많이 다른 프라이머 디자인을위한 공간을 제공하지 않기 때문에 miRNA의 분석을위한 프라이머 디자인에 대한 옵션은 매우 제한적이며, 하나의 뇌관이 짧은 순서로 정박 할 수있다. 따라서, 대체 조작의 필요성은도 2에 도시 된 바와 같이. 기술은 복제가 증폭 방법의 견고성과 사용 과정을 확인하는 것이 중요합니다. 생물은 복제는 일반적으로 생물학적 variatio의 표현에 필요한N, 치료 리간드, 및 셀에서 본 효과는 재현임을 보여 변수 응답을 포함한. 우리의 경험을 바탕으로, 세포 배양 사이의 miRNA 발현의 변화가 발생할 수 있습니다. 보통 이러한 차이는 1.3 배 이하이고, 값의 평균 및 대응하는 SD는 천연 및 기술 변화를 식별한다. 이 변이는 세포 밀도 및 세포 기능이 통로 통로에서 변경 될 수 있다는 사실을 포함하는 다양한 요인에 기인 있었다. P 값이 0.05보다 작을 때 배위자 치료로 인한 유의 한 식을 식별하기 위해 널리 통용되는 의미이다. 여기서, 양측 분포 및 2 샘플 불균등 분산 파라미터를 이용하여 생물학적 기술은 복제에 학생의 t-테스트가 사용되었다. 기타 t-테스트 파라미터가 존재하고, 선택은 실험 장치 (26)에 의존한다.
성숙한 미르의 호르몬 규정을 평가 상세한 프로토콜유방암 세포의 NA가 제공되었다. 프로파일에서 이러한 miRNA의 식을 검증하는 중요한 기술과 화학 명확하게 설명하고 있습니다. 유방암 세포에서 miRNA의 연구를 위해 선택된 기술은 궁극적으로 정확하게 조사되는 내용에 따라 달라집니다.
The authors have nothing to disclose.
우리는 그들의 miRNA의 전문 지식을 공유하기 위해 박사 카린 Edvardsson, 카롤린스카 연구소, 스웨덴, 박사 Eylem Aydogdu, 휴스턴의 대학에, LC 과학의 miRNA 마이크로 어레이 플랫폼에 조언을 제공하기 위해, 박사 Xiaolian 가오, 휴스턴 대학교 감사 . 이 책에서보고 된 연구는 상 수 R01CA172437에서 건강의 국립 연구소의 국립 암 연구소에 의해 지원되었다. 내용은 전적으로 저자의 책임이며 반드시 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다. 이 작품은 또한 계약에 따라 텍사스 신흥 기술 기금, 아니에서 교부금에 의해 지원되었다. 300-9-1958.
DMEM | Life Technologies | 11885092 |
F12 | Life Technologies | 11765054 |
FBS | Sigma-Aldrich | F0926-500ML |
Penicillin Streptomycin | Life Technologies | 15140122 |
phenol red-free DMEM | Life Technologies | 11054020 |
Ultrapure Water | EMD Millipore | Specific equipment |
DCC-FBS | Sigma-Aldrich | F6765-500ML |
100X L-glutamine | Life Technologies | 25030081 |
PBS tablet | Medicago, Accurate chemicals | Accurate (BF092051-100), Medicago (09-9400-100) |
17β-estradiol | Sigma-Aldrich | E2758 |
ICI 182,780 | Sigma-Aldrich | I4409 |
Ethanol | Sigma-Aldrich | E7023-600ML |
T47D or MCF7 cells lines | American Type Culture Collection (ATCC) | T47D (ATCC HTB-133) and MCF7 (ATCC HTB-22) |
T-75 flask | VWR International LLC | BD353136 (vented cap) |
Trypsin-EDTA | Life Technologies | 25300062 |
Serological pipet | VWR International LLC | 53300. For 5mL (53300-421) |
Countess Cell Counting chamber | Life Technologies | C10228 |
Countess Automated Cell Counter | Life Technologies | C10227 |
100 mm plates | VWR International LLC | 25382-166 |
Guanidinium thiocyanate-Phenol solution (TRizol) | Life Technologies | 15596026 |
Rubber cell scraper | VWR International LLC | 82050-470 |
Guanidinium thiocyanate-Phenol-Chloroform method (miRNeasy Mini Kit/Trizol) | Qiagen | 217004 |
Rnase-Free DNase I kit (DNA degradation) | Qiagen | 79254 |
RNase-free water (Nuclease-free water) | Thermoscientific | SH30538.02 |
Nanodrop 1000 Spectrophotometer | Thermoscientific | ND-1000 |
Agilent RNA 6000 Nano Assay kit | Agilent | 5067-1512 |
Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent | G2938C and for software (G2946) |
All primers (except TaqMan primers) | Integrated DNA Technologies | Specific per order for each gene/miRNA |
First strand buffer, DTT, dNTPs, superscript III (Superscript III cDNA synthesis kit) | Life Technologies | 18080085 |
MicroAmp Fast 96-Well reaction plate | Life Technologies | 4346906 |
Fast Optical Adhesive Covers | Life Technologies | 4311971 |
2X SYBR green PCR master mix (Cyanine dye) | Life Technologies | 4385612 |
7500 Fast Real-Time PCR System and software | Life Technologies | 4351106 |
μParaflo Microfluidic Biochip Technology | LCSciences | MRA-1001 and AS-2001(for result analysis) |
DLP-LDA (TLDA) Megaplex Pools Assay (Rt primers/Human pool set) | Life Technologies | 4400928 |
Dual Labeled Probes (TaqMan) miRNA RT kit | Life Technologies | 4366596 |
GeneAmp PCR System 9700 thermocycler | Life Technologies | 4310899 |
Dual Labeled Probes (TaqMan) 2X Universal PCR Master Mix-No AmpErase UNG | Life Technologies | 4324018 |
7900HT Fast Real-Time PCR system | Life Technologies | 4329001 |
SDS and RQ manager softwares | Life Technologies | 4444202 |
NCode miRNA First-Strand cDNA Synthesis and qRT-PCR Kit | Life Technologies | MIRC-50 |
10X DPL (TaqMan) RT primers | Life Technologies | Specific for each miRNA |
20X DPL (TaqMan) real-time assay primer | Life Technologies | Specific for each miRNA |