メインコンテンツにスキップ
言語を選択

ドロップレット デジタルPCR(ddPCR)

ラボコープでは、Bio-Rad の QX200 システムを使用し、超高感度・高精度の核酸定量を可能にする ddPCR テクノロジーを提供できるようになりました。ddPCR により、従来の技術では検出できなかった分子ターゲットの絶対定量が可能になります。

ddPCR のしくみ

ddPCR 技術は、核酸サンプルを水油エマルジョン内で一定の体積に数万個の微小滴に分割することをベースにした技術です。標的核酸配列は、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用いて、それぞれの微小滴内で増幅されます。増幅後の蛍光検出に基づいて各液滴をカウントし、PCR 陽性または PCR 陰性としてスコア付けされます。元のサンプル内の標的 DNA/RNA テンプレートの濃度(コピー/µl)は、ポアソン分布を用いて定量化されます。1,2

ddPCR の応用:

  • 細胞治療サンプルに組み込まれた CAR 配列の数を定量化する
  • 被験者の血液/組織中の CAR 配列数を経時的に定量化する
  • 遺伝子導入後の細胞/組織内に組み込まれた過剰発現コンストラクトの数を定量化する
  • 血中循環腫瘍 DNA(ctDNA)を検出し、定量化する
  • 組織/腫瘍内の治療用細菌を定量化する
  • マイクロサテライト不安定性を定量化して、腫瘍変異負荷を評価する
  • BRCA1、BRCA2、PT53、HER2、RAS、RB1、APC、ErbB2、PI3KCA、MYC、CCND1 などの発がん遺伝子または発がん抑制遺伝子のまれな変異を検出する
  • サンプル間のコピー数多型を把握する
  • サンプル/治療間の遺伝子発現レベルのわずかな差を測定する
  • SNP ジェノタイピング
  • ウイルス負荷/力価分析
  • 微生物/病原体検出
  • 次世代シークエンシングによるライブラリの定量化
  • ゲノム編集イベント(CRISPR による NHEJ と HDR)の検証/定量化

qPCR と比較した ddPCR のメリット:

  • 標準曲線や系列希釈を必要としない核酸の絶対的定量
  • ddPCR は qPCR と比較して、各サンプルに対して数万の分離 PCR 反応を生成するため、より高い精度を実現します。
  • より少ない標的核酸コピーを検出する際の精度、堅牢性、感度が向上
  • 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をモニタリング
  • 基準や標準較正を必要としない簡便な定量化
  • 少量のサンプル量要件

ddPCR に関するよくあるご質問

ddPCR は、標準曲線やリファレンス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することができます。qPCR では検出できないような非常に少ないサンプル量でも、わずかな変化を検出することができます。ddPCR の結果は、各サンプルについて数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が構築可能なあらゆる種類の DNA や RNA 配列を検出することができます。

ddPCR では、細胞や組織の溶解物、組織、生体液(血液、脳脊髄液、涙、尿、唾液など)、細胞上清、合成核酸製剤など、DNA や RNA 配列を含むあらゆるサンプルが使用できます。

qPCR と同様、通常の測定に要する時間は約 4 時間です。ddPCR のワークフローでは、数万個のナノリットル・サイズの油微小液滴を作成するための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時間は、ddPCR リーダーのデジタル分析が簡略化されたことで、相殺されます。

抽出/分離/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・分析することができます。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 を抽出/分離/精製する必要があります。ラボコープのラボスタッフの安全を確保するため、組織、生体液、細胞上清は、ラボコープのラボで取り扱われる前に、病原体検査を実施する必要があります。さらに、すべてのヒト由来の物質(組織または体液)、微生物・ウイルス、またはバイオハザード汚染の可能性がある生物システムで作成された製品、組換えおよび/または合成核酸分子については、取り扱い前に、バイオセーフティ登録フォームに記入し、ラボコープ 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。

ラボコープ PCOでは、ddPCR 用にサンプルを発送する前に DNA/RNA を抽出/分離/精製しない場合、細胞や組織サンプル中の核酸を核酸保存液(RNAlater®、DNA/RNA ShieldTM、RNAprotect® など)で保護/安定化/保存してから凍結して発送することを推奨しています。

すべてのサンプルは、ドライアイスを入れた断熱箱に入れて凍結状態で発送する必要があります。

参照

1. QX200 Droplet Digital PCR system(ドロップレットデジタルシステム). BIO-RAD. https://www.bio-rad.com/en-us/life-science/digital-pcr/qx200-droplet-digital-pcr-system.

2. Taylor SC, Laperriere G, Germain H. Droplet Digital PCR versus qPCR for gene expression analysis with low abundant targets: from variable nonsense to publication quality data(低量ターゲットでの遺伝子発現解析におけるドロップレットデジタル PCR と qPCR の比較: 可変ナンセンスから論文品質データまで). Sci Rep. 2017;7:2409. doi:10.1038/s41598-017-02217-x.