Isolamento de RNA fecal (micro)
Summary
Este protocolo isola RNA total de alta qualidade de amostras fecais de animais e seres humanos. Um kit comercial de isolamento de miRNA é usado com adaptação significativa para isolar o RNA puro com quantidade e qualidade otimizadas. Os isolados de RNA são bons para a maioria dos ensaios de RNA a jusante, como sequenciamento, micro-array e RT-PCR.
Abstract
Está ficando claro que o RNA existe no lúmen intestinal e nas fezes em animais e humanos. O protocolo descrito abaixo isola o RNA total, incluindo microRNAs de amostras fecais de animais e seres humanos. O objetivo é isolar o RNA total com alta pureza e quantidade para análises a jusante, como sequenciamento de RNA, RT-PCR e microarray. As vantagens deste protocolo otimizado no isolamento de miRNA são as capacidades de isolar produtos de RNA altamente purificados com etapas de lavagem adicionais descritas, aumento da quantidade de RNA obtida com um método aprimorado na ressuspensão da amostra e importantes dicas de descontaminação. Uma limitação é a incapacidade de processar e purificar amostras maiores de mais de 200 mg, pois esses tamanhos de amostra causariam uma dificuldade na formação clara da interfase. Consequentemente, o grande tamanho da amostra pode contaminar a fase aquosa a ser extraída conforme descrito no protocolo com matérias orgânicas que afetam a qualidade do RNA isolado no final. No entanto, os isolados de ARN de uma amostra de até 200 mg são suficientes para a maioria das análises a jusante.
Introduction
O RNA extracelular está sendo reconhecido como um fator significativo que medeia muitos processos biológicos1. O RNA extracelular em fezes foi relatado pela primeira vez em 2008 como um marcador para câncer de cólon e colite ulcerativa ativa2, e foi recentemente revelado como um componente normal do lúmen intestinal e fezes e medeia as comunicações hospedeiro-micróbio 3,4,5. O objetivo deste protocolo de isolamento de RNA é extrair RNA extracelular de alta qualidade de amostras fecais coletadas de animais e seres humanos. O protocolo foi adaptado de um kit comercial de isolamento de miRNA. O RNA adquirido é utilizado para análises a jusante, como sequenciamento de RNA, RT-PCR e microarray. O protocolo inclui várias dicas importantes e úteis para maximizar a quantidade e a qualidade do RNA encontrado nas fezes de animais e humanos. A razão para desenvolver e otimizar este método de isolamento de RNA (incluindo microRNA) é diminuir o RNA microbiano nas fezes, limitar as variáveis nos estudos de pesquisa e analisar a composição de RNA no intestino sem contabilizar vários fatores de confusão e fontes de contaminação. De notar, este isolamento de RNA minimiza a liberação de RNA de células vivas e micróbios vivos (RNA celular). Ele se concentra em RNAs extracelulares que foram liberados pelas células intestinais ou foram adquiridos através da ingestão de alimentos. Principalmente, este método não é adequado para estudos em que o transcriptoma microbiano é investigado.
Protocol
Representative Results
Discussion
É importante o uso da técnica livre de RNase para evitar a contaminação por RNase durante o isolamento7. Após a centrifugação e a formação de uma interfase compacta, é fundamental evitar a interfase, a fase inferior e o contaminante de partículas flutuando no topo da fase aquosa ao recuperar a fase aquosa. Além disso, duas etapas de lavagem com solução de lavagem 2/3 de 500 μL e 250 μL são adicionadas para eliminar contaminantes na membrana do filtro para uma qualidade otimizada. …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Recebemos assistência técnica da Biopolymers Facility da Harvard Medical School para bioanalisador. Este trabalho foi apoiado pela bolsa de pesquisa da National Multiple Sclerosis Society RG-1707-28516 (H.L.W. e S.L.).
Materials
| Acid-Phenol: Chloroform, pH 4.5 (with IAA, 125:24:1) | Thermo Fischer Scientific | AM9720 | |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Thermo Fischer Scientific | 14190-144 | |
| Gloves | |||
| Microcentrifuge | |||
| mirVana miRNA Isolation Kit | Thermo Fischer Scientific | AM1561 | |
| Nuclease-Free microcentrifuge tubes (1.5 mL, 2 mL) | |||
| Nuclease-Free Water (Not DEPC-treated) | Thermo Fischer Scientific | AM9937 | |
| Pipettor and Nuclease-Free Pipette tips (with filter) | |||
| PowerLyzer 24 Homogenizer | QIAGEN | 13155 | |
| RNaseZap RNase Decontamination Solution | Thermo Fischer Scientific | AM9780 | |
| Vortex Shaker |
References
- Das, S., et al. The extracellular RNA communication consortium: Establishing foundational knowledge and technologies for extracellular RNA research. Cell. 177 (2), 231-242 (2019).
- Ahmed, F. E., et al. Diagnostic microRNA markers for screening sporadic human colon cancer and active ulcerative colitis in stool and tissue. Cancer Genomics & Proteomics. 6 (5), 281-295 (2009).
- Liu, S., et al. The host shapes the gut microbiota via fecal microRNA. Cell Host & Microbe. 19 (1), 32-43 (2016).
- Viennois, E., et al. Host-derived fecal microRNAs can indicate gut microbiota healthiness and ability to induce inflammation. Theranostics. 9 (15), 4542-4557 (2019).
- Liu, S., et al. Oral administration of miR-30d from feces of MS patients suppresses MS-like symptoms in mice by expanding Akkermansia muciniphila. Cell Host & Microbe. 26 (6), 779-794 (2019).
- Masotti, A., et al. Quantification of small non-coding RNAs allows an accurate comparison of miRNA expression profiles. Journal of Biomedicine & Biotechnology. 2009, 659028 (2009).
- Green, M. R., Sambrook, J. How to win the battle with RNase. Cold Spring Harbor Protocols. 2019 (2), 101857 (2019).
- Franzosa, E. A., et al. Relating the metatranscriptome and metagenome of the human gut. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (22), 2329-2338 (2014).
- Wohnhaas, C. T., et al. Fecal microRNAs show promise as noninvasive Crohn’s disease biomarkers. Crohn’s & Colitis. 2 (1), 003 (2020).
- Tomkovich, S., et al. Human colon mucosal biofilms and murine host communicate via altered mRNA and microRNA expression during cancer. mSystems. 5 (1), (2020).
- Tarallo, S., et al. Altered fecal small RNA profiles in colorectal cancer reflect gut microbiome composition in stool samples. mSystems. 4 (5), 70 (2019).
- Xing, S., et al. Breed differences in the expression levels of gga-miR-222a in laying hens influenced H2S production by regulating methionine synthase genes in gut bacteria. Research Square. , (2020).
- Teng, Y., et al. Plant-derived exosomal microRNAs shape the gut microbiota. Cell Host & Microbe. 24 (5), 637-652 (2018).
- Moloney, G. M., Viola, M. F., Hoban, A. E., Dinan, T. G., Cryan, J. F. Faecal microRNAs: indicators of imbalance at the host-microbe interface. Beneficial Microbes. , 1-10 (2017).
- Giannoukos, G., et al. Efficient and robust RNA-seq process for cultured bacteria and complex community transcriptomes. Genome Biology. 13 (3), 23 (2012).
