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液滴デジタルPCR(ddPCR)

ラボコープは現在、バイオラッドのQX200システムを使用して超高感度かつ高精度の核酸定量を可能にするddPCR技術を提供しています。ddPCRは、従来の技術では検出できなかった分子標的の絶対定量を可能にします。

ddPCRはどのように機能しますか?

ddPCR技術は、核酸サンプルを水油エマルジョン中の定義された体積の数万個の微小液滴に分割することに基づいています。 標的核酸配列の増幅は、標準的なTaqMan®プローブベースのアッセイで使用されるのと同様のワークフローと試薬を使用して、各マイクロドロップレット内で実行されます。 増幅後の蛍光検出に基づいて、各液滴がカウントされ、PCR陽性またはPCR陰性のいずれかとしてスコアリングされます。 元のサンプル中のターゲットDNA/RNAテンプレート濃度(コピー/μl)は、ポアソン分布を使用して定量されます1,2

ddPCRの用途:

  • 細胞治療サンプル中の組込みCAR配列の数を定量化
  • 研究対象者の血液/組織中のCAR配列の数を経時的に定量化する
  • 遺伝子送達後の細胞/組織に組み込まれた過剰発現コンストラクトの数を定量化
  • 血液中の循環腫瘍DNA(ctDNA)の検出と定量
  • 組織・腫瘍中の治療用細菌の定量化
  • マイクロサテライトの不安定性を定量化することによる腫瘍変異負荷の評価
  • BRCA1、BRCA2、TP53、HER2、RAS、RB1、APC、ErbB2、PI3KCA、MYC、CCND1などの癌遺伝子または腫瘍抑制遺伝子のまれな変異を検出します。
  • サンプル間のコピー数の変動の決定
  • サンプル/処理間の遺伝子発現レベルの小さな差異を測定
  • SNPジェノタイピング
  • ウイルス量/力価分析
  • 微生物/病原体の検出
  • 次世代シーケンシングライブラリーの定量化
  • ゲノム編集イベントの検証/定量化(CRISPRのNHEJおよびHDR) 

qPCRに対するddPCRの利点:

  • 標準曲線や連続希釈を必要とせずに核酸を絶対定量
  • ddPCRは、qPCRと比較して、サンプルごとに数万のパーティションPCR反応を生成するため、より高い精度を提供します
  • 存在量の少ない標的核酸コピーを検出する際の精度、堅牢性、感度の向上
  • リアルタイムPCRでは検出できないサンプル間の標的核酸レベルの微妙な変化のモニタリング
  • リファレンスや校正標準を必要とせずに簡素化された定量化
  • 少量のサンプル体積の要件

ddPCRに関するよくある質問

ddPCRは、標準曲線や参照標準から外挿することなく、サンプル量あたりの核酸配列の絶対量を測定できます。 qPCRでは検出できない非常に少量のサンプル量で小さな変化を検出できます。ddPCRの結果は、各サンプルに何千ものデータポイントがあるため、qPCRの結果よりも正確で、感度が高く、精密です。

ddPCRは、ctDNA、cfDNA/RNA、mRNA、rRNA、snRNA、snoRNA、miRNA、siRNAなど、プライマーやプローブを構築できるあらゆるタイプのDNAまたはRNA配列を検出できます。

細胞および組織の溶解物、組織、体液(血液、脳脊髄液、涙、尿、唾液など)、細胞上清、合成核酸製品など、DNAまたはRNA配列を含む任意のサンプルをddPCRに使用できます。

qPCRと同様に、通常の実行には約4時間かかります。 ddPCRワークフローでは、数万ナノリットルサイズのオイルマイクロドロップレットを作成するために追加のステップが必要です。 ただし、このステップにかかる余分な時間は、ddPCRリーダーの簡素化されたデジタル分析によって打ち消されます。

抽出/単離/精製されたDNA/RNAからなるサンプルは、Bio-Rad QX200 ddPCRシステムですぐに実行および分析できます。 細胞上清および細胞/組織溶解物は、ddPCRアッセイを実行する前に、DNAまたはRNAの抽出/単離/精製が必要です。 Labcorpのラボスタッフの安全を確保するために、組織、体液、細胞上清は、Labcorpのラボで取り扱う前に必須の病原体検査が必要です。 さらに、すべてのヒト由来の材料(組織または体液)、微生物またはウイルス、バイオハザード汚染の可能性がある生物学的システムで作成された製品、および組換えおよび/または合成核酸分子は、材料を取り扱う前に、バイオセーフティ登録フォームに記入し、その後Labcorp PCOバイオセーフティ委員会による承認を受ける必要があります。

ddPCR用のサンプルを出荷する前にDNA/RNAを抽出/単離/精製しない場合、Labcorp PCOは、凍結して出荷する前に、核酸保存液(RNAlater®、DNA/RNA ShieldTM、RNAprotect®など)で細胞および組織サンプル中の核酸を保護/安定化/保存することを推奨しています。

すべてのサンプルは、ドライアイスの入った断熱箱に入れて冷凍して出荷する必要があります。

参照

1. QX200液滴デジタルPCRシステム。 バイオ・ラッド。https://www.bio-rad.com/en-us/life-science/digital-pcr/qx200-droplet-digital-pcr-system。

2. Taylor SC、Laperriere G、Germain H. 低存在量のターゲットを使用した遺伝子発現分析のための液滴デジタルPCRとqPCR: 可変ナンセンスから出版品質データまで。 Sci Rep. 2017;7:2409。doi:10.1038/s41598-017-02217-x。