上海云序生物科技有限公司-体液样品eccDNA测序

体液样品eccDNA测序技术

技术简介：

游离于染色体基因组之外的DNA(extrachromosomal DNA，ecDNA)常常以环状的形式存在，这种形式的DNA被称为环状DNA (extrachromosomal circular DNA，eccDNA）。目前也习惯将巨大的环状DNA(>1Mb)称为ecDNA，而将相对较小的环状DNA称为eccDNA。传统观点认为真核基因组通常形成稳定的线性染色体。但新的研究表明：无论是在正常体细胞还是癌细胞中，都存在大量染色体外环状DNA。2019年，Nature杂志上发表了颠覆性研究成果：在肿瘤中，主要的癌基因转录本是直接来自于环状DNA的，而环状DNA的染色质是高度开放的，环状DNA的癌基因能够大量表达，同时缺乏着丝粒，导致不遵照孟德尔定律进行遗传，这种特性使得环状DNA是驱动肿瘤异质性的重要机制。由此可见，由于其结构和表达的特异性，环状DNA可以影响细胞生命活动，促进肿瘤细胞演进和适应性进化，增加了基因组的可塑性和不稳定性。目前，环状DNA不仅仅可以作为一种新型特异的肿瘤标志物，还在肿瘤发生发展机理研究中发挥着重大的潜在价值。可以预见的是，环状DNA将迅速成为新的科研热点，甚至会对传统遗传学和基因组学带来革命性影响。

环状DNA形成的机理

目前研究表明，环状DNA是从染色体上断裂、环化或者额外复制产生的序列，其剪切加工机理主要有两种可能：（1）通过染色体异位同源重组（intrachromatid ectopic homologous recombination，HR）环化;（2）通过非同源染色体末端连接（nonhomologous end-joining，NHEJ）环化。环状DNA形成是一个复杂的过程，更多环化方式仍有待探索。

环状DNA 形成模型示意图

体液样品eccDNA测序服务

针对血清、血浆等微量的体液样品，云序生物参考卢煜明教授团队开发的方法，酶切去除线性DNA后，利用Tn5转座酶打开环状结构并同时在DNA片段两端加上接头，进行建库及测序。Tn5转座酶法效率高，损耗低，能够对血液循环系统中微量的环状DNA进行检测。并且本产品能保留环状DNA的原始表达量，使得不同环状DNA间表达量的比较更为准确。云序生物通过严谨的环状DNA生信流程，实现对环状DNA准确的识别和详细的基因注释。
针对血清、血浆、尿液、脑脊液等微量的体液样品，云序生物参考卢煜明教授团队开发的方法，酶切去除线性DNA后，利用Tn5转座酶，打开环状DNA环状结构并同时在DN**段两端加上接头，进行建库及测序。Tn5转座酶法效率高，损耗低，实现血液循环系统中微量的环状DNA的检测，双端测序，上机测序数据量24G。并且本产品能保留环状DNA的原始表达量，使得不同环状DNA间的表达量的比较更为准确。并通过严谨的环状DNA生信流程，实现了对环状DNA准确的识别和详细的基因注释。

云序生物体液样品环状DNA测序流程示意图
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案例1：血清中染色体外环状DNA SORBS1circle水平升高与新诊断的2型糖尿病患者的胰岛素抵抗有关

原文：Increased serum extrachromosomal circular DNA SORBS1circle level is associated with insulin resistance in patients with newly diagnosed type 2 diabetes mellitus

发表时间：2024/01/12

发表期刊：Cellular & Molecular Biology Letters

影响因子：9.2

发表单位：皖南医学院弋矶山医院

染色体外环状DNA（eccDNA）存在于人类血液和体细胞中，对癌基因的可塑性和耐药性至关重要。然而，人们对eccDNA在2型糖尿病（T2DM）中的存在及其影响仍缺乏足够的了解。以往的研究表明，在母体血浆、正常人和肿瘤患者的血浆和血清中都能检测到eccDNA。该研究采用体液样品eccDNA测序技术，首次比较了T2DM患者和健康对照（NC）受试者血清中的eccDNA。结果发现，与NC受试者相比，T2DM患者血清中有598个eccDNA上调，856个eccDNA下调。在T2DM患者中，研究人员发现了一种新型eccDNA，命名为SORBS1circle，这是血清中外显子DNA含量增幅最显著的类型，通过SORBS1 DNA片段环化形成。研究结果提示，SORBS1circle或可作为预测和监测T2DM患者胰岛素抵抗的有效生物标志物。

图1 . 体液样品eccDNA测序数据分析概况

高分文章案例

案例2：母体血浆中染色体外环状DNA的鉴定与特性分析

原文：Identification and characterization of extrachromosomal circular DNA in maternal plasma

发表时间：2020/01/03

发表期刊：Proc Natl Acad Sci

影响因子：11.2

发表单位：香港中文大学

作者观察到在孕妇的血浆中存在eccDNA，使用体液样品eccDNA测序技术，即通过限制性内切酶和Tn5转座酶处理后的测序方法，在孕妇的血浆中鉴定出了环状DNA分子。他们发现血浆的环状DNA分子比线性DNA长，在这些环状DNA分子中，胎儿来源的环状DNA短于母体来源的环状DNA。此外，环状DNA的闭合圆形结构可能允许抗外切酶，因此这些分子比它们的线性对应物具有更高的稳定性。这些特性为环状DNA的研究和生物标志物的开发提供了机会。

图2. 对5例妊娠患者的血浆标本进行环状DNA分析
云序优势：

1、适用于微量体液样品

此法减少DNA损失，并保留原始表达量，对不同环状DNA间表达量的比较更加准确。

2.专业的生物信息学分析

专业的生物信息学团队，开发了高效识别分析环状DNA的算法，满足客户的各类数据深入分析需求。

3.一站式服务

客户只需提供血清、血浆等体液样品，云序生物为您完成从样品准备、环状DNA富集、文库制备、上机测序到数据分析整套服务流程。

数据分析（仅供展示详见demo报告）

1.环状DNA注释表格

2.差异环状DNA注释表格

3.差异环状DNA所属基因的功能分析

4.差异环状DNA散点图、火山图

5.Venn图

6.环状DNA的长度及数量分布

7.GC含量分布

8.Motif分析

9.联合转录组关联分析
样本要求：
样品类型：

血清、血浆、脑脊液或gDNA。其它体液样品请详询。

样品量：

血浆：≥5mL（推荐使用血浆）

血清：＞10mL

脑脊液：≥5mL

gDNA：≥5ng

样品运输及保存：

样品运输：样品干冰运输。

样品保存：血浆需使用EDTA抗凝管（紫色盖子抗凝管），勿用肝素管取样（绿色盖子抗凝管），液氮冻存后-80℃保存；DNA样品可在-20℃短期保存或-80℃长期保存，保存期间避免反复冻融。