簡介

精密醫學，特別是醫學腫瘤學，已經顯著啟用，并加快了步伐，以液體活檢為基礎的診斷的出現。雖然針對循環無細胞DNA（cfDNA）的液體活檢分析提供了有用的診斷信息，如突變負擔，但由于從垂死的細胞中衍生出cfDNA，這些檢測僅限于對疾病狀態的靜態評估。利用循環細胞外囊泡（EV）和EV相關貨物（如無細胞RNA（cfRNA））的檢測，這些分析物從活細胞和垂死的細胞中產生，為疾病提供了全面和動態的視圖。使用 EV 和 cfRNA 進行液體活檢測試的一個重要障礙是捐贈者標本的完整性。采集的患者血液樣本經過時間依賴性降解，導致疾病非特異性 EV 和 cfRNA 增加，從而降低分析素測量的準確性和可重復性。為了克服這個脆弱性，我們開發了Streck RNA完整BCT（RNAC），這是其血液采集管，用于穩定細胞外囊泡和無細胞RNA的繪制時間濃度。樣品完整性將有利于有興趣直接分析EV組和間接分析cfRNA通過RT-PCR或下一代基于測序的方法。將此收集管納入預分析工作流程將允許長途運輸、批量和/或延遲樣品處理，而對樣品完整性或下游分析產生影響。

材料與方法

血漿樣本制備：根據 IRB（內奧馬哈克里頓大學），通過病毒#830575從健康獻血者那里采集血液樣本。等離子體使用一般雙旋協議（1800 g x 15min 和 2800 g x 15 分鐘）進行隔離，并在 -80 oC 下冷凍，直到使用。

EV分析：使用NanoSight NS300儀器（馬爾文潘納利科有限公司）對EV濃度和顆粒尺寸進行檢測。冷凍血漿樣品迅速解凍，在PBS中稀釋1：50-1：500，并根據制造商的建議進行測定。

cfRNA分離和分析：血漿樣品被迅速解凍，總核酸被分離使用QIAamp循環核酸套件根據制造商的建議miRNA協議（Qiagen公司）。樣品解，從30分鐘增加到60分鐘。結轉DNA耗盡，cfRNA使用無RNaseDNase集和RNeasy MinElute清理套件（均來自奇根）進行濃縮。無細胞RNA分析使用2100生物分析器與RNA 6000筆克套件（安捷倫技術公司，美國圣克拉拉）和Qubit RNA HS測定試劑盒（塞默-菲舍爾），都根據制造商的建議。

RNA-seq： 無細胞RNA使用NEBNext rRNA消耗試劑盒耗盡rRNA，然后使用NEBNext超II定向RNA庫制備試劑盒進行測序，兩者均根據所提供的說明。庫被量化（NEBNext 庫量化套件，用于照明）和大小使用在 4200 磁帶站系統 （Agilent） 上運行的高靈敏度 D1000 屏幕磁帶確定。使用高輸出 v2.5 測序套件（Illumina，圣地亞哥，加利福尼亞州）在 Illumina NextSeq 550 上對庫進行池化和排序。所有數據都已輸出并保存到基于云的 BaseSpace 服務器 （Illumina）。讀取與人類基因組對齊，并分別使用 BaseSpace 應用程序 Top-Hat 對齊和 DESeq2 完成差異表達式。

結果

細胞外囊泡的繪制時間濃度的維持

圖1.在環境溫度下儲存時，RNAC 樣品中保持細胞外囊泡的濃度長達 7 天。9 個不同的捐贈者被吸引到 EDTA 和 RNAC BCT 中，等離子體被立即隔離（繪制時間）或 2 天、4 天和 7 天后環境條件存儲。在此期間，平均整體顆粒大小保持不變（未顯示數據）。（配對樣品 t 檢驗，ns = 不顯著，**= p≤0.01）。

cfRNA 濃度在 RNAC 中保持長達 7 天

圖2。A.無細胞RNA濃度在RNAC中保持7天，當儲存在環境溫度（Qubit測定，n=6健康捐贈者）。B.從單個供體中分離出的 cfRNA 的生物分析器痕跡表明，在繪制到 EDTA BCTs 的血液中，小RNA物種的時間依賴性增加。 第 3 天和第 7 天 cfRNA 濃度維持在接近繪制時間水平，以接近繪制到 RNAC 的同一供體的時間水平。

測序庫產量在 RNAC Out 中保存到 7 天（環境存儲）

圖3。A.總體測序庫產量與無細胞RNA的輸入量直接相關。雖然無細胞RNA水平隨著EDTA樣品環境條件儲存時間的變化而增加，但總體庫產量也增加。被吸引到 RNAC BCT 中的相同捐贈者保持庫產量以繪制時間水平（配對樣本 t 檢驗，ns = 不顯著，**= p < 0.01，n=9 捐贈者）。B.相對測序庫大小和產量為代表性的健康捐贈者（復合凝膠圖像顯示預期的+350nt片段大小每個庫（紅色箭頭），這在EDTA增加，但保持基線水平在RNC）。C.單個庫的腳本覆蓋率在 EDTA 和 RNAC 樣本之間類似，并且在 7 天環境條件存儲過程中不會改變。D.與編碼序列對齊的映射讀取與繪制到 EDTA BCTs 的血液樣本中的時間減少，并在繪制到 RNAC 中的相同供體中保持不變（從 9 個供者集的平均讀取數）保持不變。

RNAC 中繪制時間等離子轉錄組維護

圖4。在RNAC中，大于對數2倍的基因表達變化小化 —— 只有8個基因表現出變化，而EDTA BCTs（n=5捐贈者）中只有928個基因表現出變化。重要的是，在環境條件存儲的 7 天中，非常豐富的成績單（即規范化平均計數較高的成績單）保持在接近基線水平。

結論

• Streck RNA 完整 BCT 保持血漿細胞外囊泡的繪制時間濃度長達 7 天，當血液在環境條件下儲存。
• 從RNA分離出的血漿無細胞RNA完整BCT可用于通用RNA-seq工作流程，主要參數（轉錄覆蓋率、映射讀取、繪制時間血漿轉錄組）在抽血后立即與金標準EDTA BCT不一樣。
• RNA完整BCT保持cfRNA的繪制時間水平，從而在血液儲存環境條件下時，可獲得長達7天的測序庫產量。
• 血漿轉錄組維持在Streck RNA完成BCT到7天環境條件存儲。

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