免疫组库(TCR/BCR)测序应该选择gDNA还是RNA作为模板呢?

姚诗雨 (杭州艾沐蒽生物科技有限公司)

到目前为止,大约一半的已发表的文献中使用基因组DNA(gDNA)样本为免疫组库测序,而另一半使用RNA。但是我们会推荐选择用RNA作为文库备制的起始模板。

        利用gDNA存在的主要问题是其包容性。只有一部分的模板DNA,可以用于PCR反应。每个人体细胞有约6.6pg的gDNA,重组的V(D)J基因只能占到其中非常少的一部分。所以, 如果PCR反应中使用了100ng gDNA,这只能够代表约16000个细胞,导致其数量非常有限。虽然可以使用更多的gDNA,但总的来说,PCR反应模板的量也是有个上限的。相反,从RNA 反转录得到的cDNA具有免疫特异性,能最大限度地减少参与PCR反应时所需的模板量,排除不必要的和潜在的会影响PCR反应结果的gDNA。

        第二个问题是使用gDNA作为模板会产生背景杂质。正如下面的图示表明,V(D)J重组后,那些不参与重组的V、D和J基因,但其仍然在基因组中,且可以作为引物完美的结合位点。同时,TCR gDNA里也有大量的内含子(特别是J和C之间),这些都会在PCR扩增的时候产生背景杂质,增加引物消耗,并导致偏差。

 

vdj

TCR V(D)J 基因重组

 

 

         使用基因组DNA也有一定的优点。其样品更容易获得,甚至可以使用活检标本的组织或切片。 此外,因为每个细胞只有一个重新排列成功的V(D)J基因,它可以更好的反映整体的TCR数量。 换句话说,由于一个细胞对应一组V(D)J基因,每个成功重组的V(D)J基因不会因为其是否表达而影响其TCR总数(表达在T细胞表面的和没有表达在T细胞表面的总和)。然而,我们还可以反驳说,对RNA表达下的T和B细胞受体进行测序,能够更好的反映其表达后的功能状态。那么到底选择DNA 还是RNA ?真正的答案取决于你的研究目的。如果你正在寻找的某个克隆型的变化,gDNA和RNA都可以满足。但是,如果你需要看到更广泛的多样性,RNA可能会更好。

         最后,如果你是想检测到整个TCR基因全长序列的话,只能使用单对引物PCR的建库方法,由于目前Illumina平台测序长度的限制,所以用gDNA的方法是无法测通整个TCR基因序列的。而TCR mRNA的长度通常在400bp~600bp,Illumina MiSeq 300X2 PE平台就可以完成。