TWI277652B - Method for isolation of RNA from formalin-fixed paraffin-embedded tissue specimens - Google Patents
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Description
1277652 五、發明說明(1) 政府補助 政府對屬於國立健康部之國立癌症局計劃編號R 0 1 C A 7 1 7 1 6的本發明具有某些權利。 發明範疇 本發明係關於自生物組織樣品中純化RNA,DNA及蛋白質 之方法。 背景 測定 要的, 可測定 法。 例如 酵素, 苷磷酸 的路徑 酶為化 組織中基因表現程度對精確診斷人體疾病是相當重 且逐漸-地用於決定病患治療過程。藥學基因學方法 出病患似有反應之特定藥劑,並開發出新治療方 ,胸脊酸合成酶 其可將去氧尿苷 (dTMP ),並且 (強斯頓(John 學治療藥劑的標 5-氟尿嘧啶(5-FU), 單一噤劑,其主 乳癌的 胸嘴σ定 在原 ,1 995 曼(Le 含量減少,最後 發性腫瘤(強斯 )及移轉(福祿 ichmann)等人 (TS )為DNA生合成時不可或缺的 磷酸(dUMP )還原曱基化成去氧胸 是細胞内哺°定核脊酸唯一重新合成 ston)等人·,1 9 95 )。胸脊酸合成 的物,最常使用者為抗葉酸藥劑 5 - F U為最有效治療結腸,頭及頸與 要作用是抑制T S活性,致使細胞内 導致細胞死亡。 頓等人,1 9 9 5 ;林吉(Lenz )等人 吉(Farrugia)等人,1997 ;林許 ,1 9 9 7 )之臨床腫瘤樣品發現T S的
第4頁 1277652 ____________ 五、發明I兒日月⑵ 表現相當的不同,例如,在結直腸癌中,腫瘤組織@ 與正常腸胃黏膜組織之TS表現比例範圍自2至1 0 (阿德蘭 (Ardalan)及蔡格(Zang) ,1 9 96 ) ° 胸苔酸合成酶在腫瘤抗性的發展過程中亦有臨床上的重 要性,研究證明贅生細胞暴露於5 _ F u後’顯示T s蛋白急速 的誘發,且TS酵素含量增加(絲皮爾(Spears )等人’
1 9 8 2 ;絲瓦恩(Swa i η )等人,1 9 8 9 )。腫瘤對細胞毒性 藥劑(例如5 _ F U )反應後急速過度表現TS在氟尿嘧啶抗性 發展過程可能扮演重要的角色。先前的研究已證明TSf白 的含量與5-FU療效成正比,換言之,蛋白質與RNA表現成 正比(捷克曼(Jackman)等人,1985),且TS的表現在 結直腸癌與乳癌是個強而有利的預測標記(捷克曼等人, 1985 ;何立可許(Horikoshi )等人,1992 )。 在進展性移轉疾病中,可預期具高含量TS mRNA (以 RT-PCR定量)及高度TS蛋白表現之結直腸癌(強斯頓等人 ,1995 ;福祿吉等人,1997,Lei chm a η 等人,1 9 9 7 ),胃 癌(Lenz等人,1995 ;亞歷山大等人,1995),及頭與頸 癌(強斯頓等人’1997)患者對以氣哺咬為基礎之療法呈 現較差的反應。當TS表現低時,可能是對藥劑有反應者或 無反應者,f但若TS含量高於平均值之病患則通常係為無反 應者,假若與其他分子特性(諸如二氫嘴淀去氫酶(DPD) 及胸苷磷酸酶(TP )表現,複製錯誤正向(RER+ )狀態 (奇晴司(Kitchens)及貝格(Berger)1997),及p 53 狀態(Lenz等人,1997 ) —起評斷,則可進一步增強以過
1277652 五、發明說明(3) 〜 度表現的預測價值。目前自人體腫瘤表現TS研究推滴丨, 測人體腫瘤中TS表現反應及結果可於將來提供病患^Ts = 關療法的優點。 ~ # 直至目前,包括這些TS表現之定量組織基因表現研 限於自冷凍組織中萃取出RNA之反轉錄聚合酶鏈結反廉 w (R T - P C R ) ’然而’大多數病理樣品並非為冷;東組織,
是以福馬林固定,及以石臘包埋(FFPE ),以便作為組镞 分析及原樣保存之用◊利用免疫組織化學染色法監^ ^白 表現程度可半定量,並間接方式監視此類固定化及包埋樣 品中之基因表現程度。因為石臘包埋樣品是廣泛使用之·方 式,故快速及可靠的自此類樣品中分離核酸(特別是rna) 之方法是必須的。 目前有一些自生物樣品中純化RNA的技術,但這些技術 均非為自FFPE樣品中分離RNA的可靠技術,例如周姆塞斯 基((:11〇11^271131^).(美國專利申請案5,346,994號)揭示 利用酚及異硫氰酸胍之液相分離技術自組織中純化R N A的 方法,生物樣品置於酚及異硫氰酸胍之液態溶液中均質化 ’而後將均質物與氣仿混合,經過離心作用後,均質物分 散至有機相’雙相界面及水相中,蛋白質在有機相, 在雙相界面f,而R N A在水相,自水相中將R N A沉殿出來,此 方法並不是自福馬林固定石服包埋組織樣品分離r N A之可 靠方法。 其他已知分離RNA的技術主要是利用胍鹽或酚萃取作用 ’例如山姆布魯克(Sambrook),J·等人,(1989)7.3-
第6頁 1277652 五、發明說明(4) 一 7· 24及歐斯貝爾(Ausubel ),F 4·4·7中所述。然而,這些已知方 ( 1 9 9 4 ) 4.0.3 - 中分離RNA時,並不能產生重 石臘包埋組織樣品 對研究腫瘤組織中基因表現而/ ^的結果。 離技術特別是有需要的,某/、/_自石臘包埋組織中分 可顯示^特定治療的成功與否'二文體或酵素的表現程度 、正疋罝TS基因表現研究偈限於 經由免疫組織化學染色方法可丰j =凍組織之RT-PCR,而 樣病理物質中之TS蛋白表現,因1置監測固定於玻璃片原 分離RNA的技術,測定此樣品 為雙限於原樣病理物質—中 未可行。 —_ I因表現量的定量技術尚 摘要 本發明一個主旨是提供自生物 DNA或蛋白質之可靠·方法,本發物明且亦織樣品中分離出MA, 組織中分離出R N A,D N A或蛋白曾砧^ 供自包埋於石蠟之 方法。 、'簡單’有效及重複性之 本發明所提供自生物組織樣品 樣品置於約50至約100。(:含有效濃产fNA的方法,係將 agent )溶劑中,約5至約12〇分鐘,壞劑(chaotropic ,該破壞劑為胍鹽化合物,而後自中一個具體實例中 如可以氣仿萃取作用回收RNA而後自該溶液中回收RNA,例 在^ Ϊ ΐ明一個方法中,RNA係自原樣病理樣品中分離, 體實例中’石蠟包埋樣品首先要進行去石蠟作用
第7頁 1277652 五、發明說明(5) ------: 佳:壤化的樣品樣較 脫水,合適的低碳數醇類包括甲醇,乙醇,丙J,及丁醇 。在:個ί體實例中,以濃度漸減之低碳數醇類溶液連續 清洗去石蠟化樣品,以進行脫水,在另一= 中嘖 樣品可同時進行去石蠟化及脫水。 /、 利用5械化,:”均質方法,將去石蠟化樣品均 質化爸i:,具體m ’脫水樣品置於含有破壞劑諸如 硫代氰酸脈(亦以異硫氰酸胍之名販售)之溶液中均質 化0 〜 均質化樣品-於破壞性溶液(内含有效
Ki:50;:1 二νΛ—個具體實例中,破壞^ 鹽化合物,較佳的破壞劑為硫代氰酸胍。 而後,例如,利用酚氣仿萃取作用, /刀子大小筛選層析法自溶液中回收rna離交換層析法或 而後’利用萃取作用,電泳,爲祕 適工之,術進_步純化RNA /層析法,沉殿作用或其他 術 庫 ,包括:ί ί : ί ί 應用於一些分子生物學的技 。,用逢機引子進仃之反轉錄作用,以提供。^ 矛j用反轉餘 RNa可剛定福彔作用聚合酶鏈結反應(RT_pcr ),純化之 。利用適當馬林固定石蠟包埋組織樣品中基因表現程度 現程度,a Mr引子’以本發明方法可測定任何a表 疋量RT-PCR技術可比較在相同樣品中,石喂包埋
$ 8頁 1277652 五、發明說明(6) (經由免疫組織化學)組織中蛋白質表現程度及基因表現 程度(利用RT-PCR )。 … 本發明方法可廣泛應用於組織及腫瘤類型與標的基因上 ,因此可用以評估治療方法,以作為各式癌症的診斷工具 ,包括乳癌,頭與頸部癌症,食道癌,結直腸癌,及其他 癌症。本發明方法特別佳的基因為胸苷酸合成酶基因。本 發明方法可重複性定量在FFPE組織中TS基因表現(與冷凍 組織比較)。 圖形簡要說明 圖1顯示不-同加熱時間時冷-肌動蛋白及TS表現程度,這 些數據顯示沒有加熱步驟時,自石臘中萃取的RNA量最 〇 圖2顯示利用95 °C處理0至40分鐘萃取之RNA進行定量PCR ,在正常組織(N ) ·或結直腸癌病患的腫瘤組織(T )中所 測定之/5 -肌動蛋白及T S表現程度,這些數據推測3 0分鐘 為最佳的加熱時間。 圖3顯示溫度與時間對/3-肌動蛋白RNA的產量及分離DNA 的效果,這些數據顯示較長的加熱時間(介於6 0至1 2 0分 鐘間)時,RNA會進行分解作用,同時會使產生DNA PCR訊 號之污染D N A含量增加。柱狀圖為所示的不同時間點及溫 度時三次的實驗的數值。 圖4顯示不同加熱溶液對分離R N A產量的效果,這些數據 顯示溶液中的破壞成分(此例為異硫氰酸胍(G I T C ))為
第9頁 1277652 五、發明說明(7) RNA萃取溶液中所必要的成分,缺乏該成分,則萃取RNA的 產量至少低1 〇倍。 圖5比較在不同6種細胞株經石臘包埋(白色柱狀圖)及 冷凍細胞沉澱物(黑色柱狀圖)的相對TS基因表現程度’ 這些數據顯示石臘萃取RNA分析法$可靠地反應出新鮮冷 凍組織中基因表現數值。 圖6係比較福馬林因定及石臘包埋或冷凍之正常或腫瘤 結直腸及腫瘤食道癌組織中TS基因表現量。 圖7測定對5-FU/LV有反應病患(先前與以基因表現考關 者)之石臘組織中TS/召-肌動蛋白比例。
圖8顯示在-同一病患中,原發性結腸癌及一年後復發肝 移轉之FFPE樣品中,四種惡性標滤基因的表現程度(TS ; 胸苷磷酸酶(TP );環氧酶-2(C0X_2);及血管内皮生長 因子(VEGF)),這些數據顯示一如預測,四種惡性標諸 中的三種在移轉腫瘤組織中有上升的趨勢。 詳細說明 本發明方法係關於自生物樣品中純tRNA,在一個具體 實例中’樣品為石蠟包埋樣品,且該方法涉及包埋樣品的 去石堪作用?,去石蠟組織在破壞溶液(含有有效含量之胍 鹽化合物)中岣質,及在溫度約5 〇至i 〇 〇 t間,加埶均質 組織約5分鐘至約12〇分鐘。與未加熱的樣品比較起'來,此馨 加熱步驟可使自樣品所增幅CJ)NAi增加至丨〇〇〇倍。 因為冷凍腫瘤組織並不廣泛的適用,通常在手術後,各
第10頁 1277652 五、發明說明(8) 種類型的腫瘤均是以石蠟包埋,因而必須採取大量事後研 究TS表現及化學療法措施。 除此之外,該技術可應用於任何廣泛各式腫瘤且沒有標 的基因的限制,此意指未來可製備族群腫瘤的“基因表現 圖譜”,藉此測定個人病患樣品中各式會影響臨床症狀及 對各式化學療劑有反應基因之表現程度。FFPE樣品所測得 自動真正-時間PCR可作為個人腫瘤之治療標的。 組織樣品 利用本發明方法可自任何生物樣品中分離出Μα,生物 樣品常以固定—劑固定之,主要使用者為醛類固定劑,諸如_ 福馬林(甲醛)及戊二醛。亦可利用其他固定技術諸如醇 類ί心入法(貝替福羅(Battifora)及可皮斯其(K〇pinski) ,J •組織化學細胞化學(1 9 8 6 ) 3 4 : 1 0 9 5 ) ^定組織樣品 ,所用的樣品亦可包埋於石臘中,利用本發明方法亦可從 石臘包埋生物樣品中分離RNA,在一個具體實例中/ ,樣品 經福馬林固定,並以石臘包埋。 樣品的去石臘作用 去石臘作嘀係將石臘包埋樣品上的石臘塊去除,已知有 些去石服作用的技術’本發明可使用任何適^的技術, 本發明較佳的方法是利用有機溶劑清洗以溶解石臘,此種_ 溶劑可有效去除組織樣品上的石臘而不會影孿 合適的溶劑選自苯,甲苯,乙基苯,二甲笨:R:A/合離物,
第11頁 I277652 五、發明說明(9) ί ^明方法所用較佳者為二甲笨溶劑,本發明方法所用的 檀溶劑或組合溶劑較佳為高純度,通常大於9 9%。 石=有機,劑強力混合清洗後,再以離心方法處理可去除 ,’樣品離心的速度為足以使組織沉澱於試管底部為限 劑的ί ί丨、0,〇 〇 〇至約2 〇,0 0 0 g。離心作用後,丟棄有機溶 ,並可$液’熟知組織學技藝者知曉所用有機溶劑的體積 去除較夕據樣品大小及欲除石峨量所需清洗之次數,若需 約1 〇次t的石峨’則需要清洗較多次,通常樣品清洗1至 言,所田而較佳是介於約2至約4次,以10微米組織樣品而 本發^的有機溶劑體積通常約5 0 〇微升。 —
,此種j ί ΐ亦可使用其他技藝者所熟知的去除石蠟方法 1995)。、包括直接溶解法(貝娜吉(Banerjee)等人, 壤後樣品較佳進 度之低碳數醇類 是較佳的低碳數 包括甲醇,異丙 方式是將樣品強 具體實例中,醇 清'洗約3至5次, (例如,依序為1 具體實例中,利 因公司,山羅曼 以漸減濃 言,乙醇 的醇類, 〇 另一藉 個較佳的 水溶液, 於約1 0 % 在另一個 (生物基 水作用。 行脫水作用,較佳脫水的方法係 水溶液進行逐步清洗,以脫水而 ^類’本發明亦可使用其他適當 醇及C1-C5範圍之其他相似醇類 力混以醇類溶液,並離心。在一 類濃度逐步自約100%減至70%的 其。中每步溶液濃度的改變通常少 0 0 % ’ 9 5 %,9 0 %,8 0 %,7 0 % )。 用一種化學藥劑,諸如EZ-DEWAX 恩’CA)可同時進行去石蠟及脫
第12頁 1277652 五、發明說明(10) 均質作用 _ 利用任何標準機械化,音波或其他適當的技術可將去石 壤脫水的樣品均質化,組織均質化作用較佳係根據標準步 驟以機械化組織均質器完成,本發明可使用一些市售的均 質器’包括Ultra-Turrax均質器(IKA-瓦克斯公司,威明 頓 ’NC) ;Tissumizer (Tekmar-Dohrmann ,辛辛那提, 0H);及Polytron (Brinkmann ,Westbury ,NY) 〇 在 個具體實例中,樣品於破壞劑下進行均質化,選用 破壞劑可使石蠟包埋中所純化之RNA有效濃度约為不含'破 壞劑時所分離-時1 〇倍,破壞劑包括:胍鹽化合物,脲,甲 酿胺’碘化鉀,異氰酸鉀,及相似的化合物,本發明較佳 的破壞劑為胍鹽化合物,諸如異硫氰酸胍(亦以硫代氣酸 脈之名販售)及脈氣化氫。可使用許多陰離子反離子,熟 知技藝者利用此種適當陰離子可製備許多胍鹽,本發明戶^ 用的脈鹽溶液通常的濃度範圍為約i至約5M,較佳者 ,假若RNA已存於溶液中,胍鹽溶液為較高的濃度,: 樣品中最終的濃度約1至約5 Μ,胍溶液較佳以適當此 緩衝劑(諸如Tr i s-Cl )緩衝至pH約3至約6,較&者生化 破壞溶液中%亦寸含有還原劑,諸如二硫蘇糖醇(D 約4, 召一巯醇(BME),破壞溶液中亦可含有RNAse抑生h)及 1剌劑。 將樣品置於破壞溶液中 加熱 ,於溫度約6 0。(:至約1 〇 Q。 0 下,
第13頁 1277652 五、發明說明(11) 加 中 , 理 樣
熱約5分鐘至約2小時,另一種方式是樣品置於破壞溶液 ,於溫度約50 °C至約lOOt:下,加熱約5分鐘至約2小時 選用加熱時間主要係所純化的RNA含量至少為未埶處 樣品所純化含量約10…在一個較佳的以:列; σ口在溫度約7 5至約1 〇 〇 C下,加熱約2 〇分鐘,更佳者, 品於約9 5 °C下加熱3 0至6 0分鐘。 RNA回收 藉由可產生RNA至少為破壞溶液一個成分之適當技術, 於力:熱,於破壞溶液中回收RNA。以有機溶劑的萃取作一用 ,氯仿萃取作—用,酚-氯仿萃取作用,乙醇,異丙醇或任 何其他低碳數醇類之沉澱作用,層析法(包括離子交換層 析法、,分子大小篩選層析法,矽膠層析法及逆相層析法) 或電泳法(包括聚丙醯胺膠電泳法及瓊脂膠電泳法)等所 熟知之技藝自破壞溶液中回收RNA,較佳係以酚-氯仿萃取 作用自破壞溶液回收RNA。 在回收RNA後,可視情況進一步純化㈣人,進一步純化作 用所產生的RNA實質上沒有DNA或蛋白質的污染,前述用以 回收RNA的任何技術均可用以進一步的純化,較佳係以低 碳數醇類(轉別是乙醇或異丙醇)進行沉澱作用,以進行 RNA的純化,沉澱作用較佳係於載劑(諸如肝糖)存在下 進行,以助沉澱作用。 DNA及蛋白質回收
第14頁 1277652 五、發明說明(12) 本發明方法亦可自組織樣品中純化DNA或蛋白質,將樣 品與有機溶劑(諸如氣仿)混合之後,並經離心作用後, 溶液可分三相,分別為下層的有機相,雙相界面,及上層 的水相。利用適當之破壞藥劑(特別是胍鹽化合物),樣 品中的生物成分會分散至此三相中,上層的水相含有RNA ,而界面相含有DNA,而有機相則含有蛋白質。熟知技藝 者會了解本發明方法適合用以回收DNA及蛋白質^目' 與含^ RNA的相,本發明方法可增進dnA的回收率。
純化RNA
利用本發明-方法純化之RN A適合各式目的及分子生物步 驟,包括(但不侷限於):反轉錄作用製成cDNA ;製備放 射性,螢光性或其他用於分析基因片段與寡核苷酸及相似 物之標記cDNA ;以丙醯胺或瓊脂膠電泳;利用層析法(例 如離子交換,矽膠i逆相,或分手大小篩選層析法)純化 作用;以核酸探針之雜交作用;及利用機械化,音波或其 他方法之片段作用。 實例 / 物質及方法 這些物質及方法為下列實例所通用。 樣品製備。人類細胞株SKI,H157,A431,HT29, HCC298及HH30已於前文說明。利用胰蛋白酶作用處理單層 細胞以收集細胞,並以3 0 0 0 r pm的離心速度離心5分鐘沉
第15頁 1277652 五、發明說明(13) 澱細胞,細胞沉殿物冷凍於-7 〇 °c下,或以、-小時,而後以石臘包埋。 一偈馬林固定24 所獲取之代表腫瘤組織係於手術時取下,、 病理實驗室常用之步驟將其固定於福馬林並包二二2=f ,利用microtome切取截面組織(5微米)。 々、石臘中 RNA分離。自石臘包埋組織中分離RNA的步 個5微米石臘化組織切片置於小離心管中,哪-如下。將一 1 5分鐘兩次,進行去石臘作用◊用梯度漸一甲笨清洗 (100%,95%,80%及70%)連續清洗組織進杆辰度之醇類 之沉澱物懸浮於含有〇 · 5 %肌胺酸及2 〇 m μ二访― ’所J导 之4Μ異硫氰酸孤中,將懸浮液均質化,醇(DTT) 約9 5 °C達0至6 0分鐘;〇加熱時間點為每個樣α : ^約5 0至 加入醋酸納(ΡΗ4.0 )至〇·2Μ,用酚/氣仿萃111 取制組° 以異丙醇及10毫克肝糖進行沉澱作用,離心取用1液,並 ( 1 3 0 0 0 rpm,4°C Μ5分鐘),用1毫升75%之乙醇清洗 RNA沉澱物兩次,而後將沉澱物懸浮於不含RNase之水中。 反轉錄作用(RT )。加熱後,利用逢機六核苷引子將所 有的RNA轉化成cDNA,冷凍組織的RT條件已於先文說明 (合立可許等人’1992)。每個樣品的控制组盔反轉錄酶 (No-RT )- ..... 利用Perkin Elmer Cetus 7700 PCR 機器(Taqman)測 定ts及冷一肌動蛋白基因表現的真正一時間pwCR定量作用。 利用前述(Heid等人,1996 ;Eads等人,1999)所述之螢 光偵測方法為基礎,以真正-時間PCR進行訊息RNA的定量
第16頁 1277652 五、發明說明(14) 實驗。以前述的方法製備cDNA。以帶有5’-螢光報告染劑 (6FAM )及3’ -終止染劑(TAMRA )之探針分別增幅有意之 cDNA及參考cDNA,TAQ聚合酶的5’-外核酸酶活性會切割探 針,並釋放出報告分子,利用ABI Prism Sequence Detection System (Taqman)偵測螢光。當其超越螢光偵 測閾值時,PCR增幅作用產生的螢光訊息與所產生的PCR產 物成正比,當螢光訊息超越PCR反應對數相的閾值時之循、 環數值為初期模板之濃度,以有意基因及參考基因的閾值 循環數為基礎測定相對之基因表現,參考基因的應用係避 免直接定量RNA,因其為主要的錯誤來源。 引子及探針序列如下:TS ·· SEQ ID NO : 1 : GGC CTC φ GGT GTG CCT ΤΤ ; SEQ ID NO : 2 : AAC ATC GCC AGC TAC GCC CTG C ; SEQ ID NO : 3 : GAT GTG CGC AAT CAT GTA CGT。yS-肌動蛋白:SEQ ID NO :4 :TGA GCG CGG CTA CAG CTT ; SEQ ID NO : 5 : ACC ACC ACG GCC GAG CGG ; SEQ ID NO :6 :TCC TTA ATG TCA CGC ACG ATT T 。以真 正-時間PCR實驗而言,如前討論,報告寡核苷(SEq ID NOS : 2及5 )以6FAM標記5,端,以TAMRA標記3,端。 進行每次PCR時’均需包括“無反轉錄酶,,(NRT或 No-RT )的控制組,此反應的目的係為修正任何源自殘餘 基因體DNA污染所導致之背景增幅作用,因此,丁3及泠-肌 動蛋白的整體含量計算為rT數值減數值(RT-NRT)。Λ 統計分析。以無母數平均值比較法測定分別以冷凍組織 及FFPE處理之腫瘤樣品之TS差異是否有意義或無意義。
第17頁 1277652 五、發明說明(15) 實例1 . 一般RNA分離步驟 利用下列的一般步驟萃取石臘包埋組織中的R N A。 A.切片的去石臘作用及脫水作用 (1 ) 將大約為1 0微米的切片置於1 . 5毫升塑膠離心試管 中
升二曱苯,室溫下(大約20至25 °C 強 (2)加入6 0 0 1 力混搖約1 0分鐘。 _ (3 ) 室溫下,以桌上型離心機最大轉速(約logo , 0 0 0 g ) 將樣品 離心約 7 分鐘。 (4) 重複步驟2及3,直至大部分的石臘溶解,通常視原 樣品中所含石1含量需2次或多次。 (5 ) 與低碳數醇類強力混搖,較佳為1 0 0 %乙醇(約6 0 0 微升),混搖3分鐘·,以去除二曱苯溶液。 (6) 將離心管以步驟(3 )方式離心約7分鐘,將上清液 移入另一試管並丟棄,沉澱物為白色。 (7) 以更多稀釋乙醇溶液連續重複步驟5及6,首先約 95%乙醇,而後約80%,最後為約70%乙醇。 (8 ) 室溫下,將離心管以步驟(3 )方式離心約7分鐘, 丟棄上清液,讓沉澱物於室溫下乾燥約5分鐘。
B.以酚-氯仿分離RNA (1) 加入包括0.5 %肌胺酸之400微升異硫氰酸胍溶液及8 微升1 Μ二硫蘇醇。
第18頁 1277652 五、發明說明(16) (2) 而後以組織均質器(ultra-Turrax ,IKA-Works公 司,威名頓,N C )均質樣品約2至3分鐘,期間均質速度由 低速(速度1)轉至高速(速度5)。 (3) 而後將樣品置於約9 5 °C下加熱約5 - 2 0分鐘,在加熱 之前,最好以細針將含有樣品的試管蓋戳洞,另一種方式 是可用塑膠夾或實驗室石臘膜將試管蓋固定。 (4) 而後以pH 4·〇的2M醋酸鈉50微升及600微升酚/氯 仿/異戊醇(1 0 : 1 · 9 3 : 〇 · 〇 3 6 )(新鮮配製,將1 8毫升 酚與3 · 6毫升1 : 4 9異戊醇:氯仿溶液混合而成),強;^混 搖約1 0秒鐘’而後置於冰上約1 5分鐘。
(5 ) 以最-高速度離心該溶液約7分鐘,將上清液(水相) 移入另一個新的試管。 (6)加入1〇微升肝糖及400微升異丙醇,置於—2〇 °C下3〇 分鐘’將R N A >儿;殿出來。 (7 )以桌上型最高速度離心約7分鐘將R N A沉殿;上清液 移入另一容器並丟棄,以約5 0 0微升之70至7 5%乙醇清洗沉 澱物。 (8 )再以最高速離心樣品約7分鐘,上清液丟棄,乾燥 沉澱物,而後將沉澱物溶解於適當的緩衝液,以備進一步 實驗用(例如50 微升5 Tris chloride,pH 8.0)。
實例2 加熱時間 此實例說明加熱時間對RNA產量的效果。
第19頁 1277652 五、發明說明(Π) 如圖1說明’在沉搬作用及反轉錄作用之前,於9 5 °C下 加熱破^溶f I明顯増加Ts及召-肌動蛋白標的物的偵測 效率’备不執行加熱步驟時,並未偵測到TS或沒—肌動蛋 白(0分知時間點),在95加熱2〇分鐘後此兩種轉錄產 物均可摘測到;若持續將加熱時間增加至6 0分鐘,則TS偵 測感度增加3倍’而万―肌動蛋白增加45倍(NRT=無反轉 錄酶控制組’ RT-NRT=相對基因表現總量,即反轉錄酶減 去無反轉錄酶者)3
圖2 "兒明正常(N )及腫瘤(T )組織中/3 -肌動蛋白基因 的RNA表&現程度’樣品置於95下〇至4〇分鐘,對大部务的 樣品而言,,較-佳的加熱時間約3 〇分鐘。 圖3說明當加熱時間長於60分鐘時,RNA的萃取量開始減 少’此f測RNA的熱分解效應,此時DNA的萃取量開始增加 ’這不是我們所要的結果,因為在某些情況下DNA的存在 會產生不必要的PC R·訊號。 實例3 加熱溶液 此實例說明R N A溶液中存有破壞劑對獲取高產量r n A是重 要的’此為利用偵測yS -肌動蛋白基因表現相對測定於各 式溶液中所分離RNA含量之RT-PCR實驗。 根據前述方法處理臨床食道癌F F P E組織樣品,除了開始 時進行去石臘作用後所得之沉澱物溶解或懸浮於4M異硫氰 酸胍(GITC) ,4M異硫氰酸胍+1〇〇 召-巯醇
第20頁 1277652 五、發明說明(18) (GITC + BME) ,4M異硫氰酸胍+20 βΜ二硫蘇糖醇 (GITC + DTT)或 Tris-Cl 緩衝液(10 mM pH 7.5)或 Tris-Cl 緩衝液+20 二硫蘇醇(Tris/Cl+DTT)。而後
將樣品置於95 °C下加熱30分鐘,或不加熱(〇分鐘,95 °C) 。而後T r i s / C 1樣品以4 Μ異硫氰酸胍處理,以R T - P C R測定 R Ν Α量,而以真正時間P C R偵測yS -肌動蛋白。如圖4所示, 當加熱時,含有破壞劑異硫氰酸胍對RNA高回收率非常重 要,而還原劑(諸如DTT或BME)對高回收RNA並非必要。4M 異硫氰酸胍溶液中含有50 mM Tris-HCl (pH 7·5),25 ιηΜ £0丁八及0.5%肌胺酸。 一 實例4 相同來源的F F Ρ Ε及冷凍組織中基因表現數值之比較 此實例顯示本發明方法提供福馬林固定石蠟包埋樣品的 基因表現數值與冷珠組織所得之數值等同。
六種細胞株樣品經FFPE處理,利用本發明方法(包括於 95 C下加熱30分鐘)進行TS定量。所得之相對TS數值(圖 5 )與利用已知方法自冷凍細胞沉澱物所得之數值比較, 相對TS表現量在冷凍細胞為3·〇-ΐ9·5 (平均= 8·5),而 FFPE樣品數值為3· 0-25· 0 (平均=9.〇),統計分析此二 均值差異的Ρ值為0·726 ’此表示以原始rt-PCR方法自冷康 細胞沉澱物所得之TS數值與利用本發明方法自FFΡΕ細^ 澱物所得者並無明顯差異。 ' /JL 不論為福馬林固定及石蠟包埋或為冷凍之腫瘤組織樣品
1277652 五、發明說明(19) 及正常組織樣品,其R N A表現程度亦相同。比較五個正常 組織及6個腫瘤結腸癌組織及4個食道癌腫瘤組織(如前述 石蠟及冷凍組織(FT ))中相對TS基因表現程度,結果如 圖6所示。結果發現冷凍組織樣品之TS量與相同組織經 FFPE處理之樣品所得之TS數值並無明顯差異,此對結腸及 食道組織均為相同的結果(平均F T樣品結腸=3 · 4 6 ,平均 FFPE樣品結腸= 3·06,ρ = 0·395 ;平均FT樣品食道=13.9, 平均 FFPE 樣品食道=15·93,ρ = 0·21)。 比較-反應者及無反應者腫瘤組織中T S量 比較對5-FU/硫克凡靈(Leucovorin) (LV)有反應之 第iv期結腸癌患者之冷凍組織及同質性FFPE樣品的TS含量 。士 RT-PCR數據為基礎,先前的報告顯示在腫瘤冷束組織 為高含量之TS (相對基因表現^4· 0 ),表示其對TS治療 為較差的反應,具有反應腫瘤的特徵是其TS表現程度^氏、。 測定17位病患石蠟切片中TS/点一肌動蛋白比值,經 樣品分析(圖7 ),該等病患對5 — fu/lv的反應與;某 因表現有關。在1 7位病患中,6位已知對TS有反應,而】广 ΐ ίίΓίϊϊ差的反應者。咸已知發現,在同質石蠓纟且織 中之TS結果與亦可預期其對此治療的反 本織 =8 7,平均反應者FFPE = 2.37,ρ = 〇 641丨平^者 者FT = 7· 66,平均無反應者FFPE = 7· 84,ρ = 〇· 537 了反應 冷凍組織中所得之TS量與同質性FFPE組織所得者。之門並
1277652 五、發明說明(20) 無明顯差異。 實例6 , 原發性結腸癌與肝癌移轉之TS基因表現程度 此實例顯示在相同病患中原發性結腸癌及復發肝癌移轉 之TS分析,及其他基因表現的情況。 圖8顯示相同病患中原發性結腸癌及一年後復發肝癌移 轉(met)之四種基因的表現:TS ;TP ;環氧酶-2(COX - 2) ;及血管内皮生長因子(V E G F ),結果推測原發性腫瘤對 5 -FU療法具有感度(TS = 2. 32 ),移轉腫瘤則較難治療— (TS met 11.58) ,COX-2及VEGF表現程度與已發表的文 獻相關,其在侵略性疾病的表現會增加,且相互調節 (COX-2 原發性=1.35 ;COX-2 met = 5.4 ;VEGF 原發性 =5. 02 ; VEGF met = 14· 4 )。自原發性直腸癌的5微米FFPE 切片及乾燥移轉之FFPE切片中分離RNA,在反應原發性腫 瘤的相對TS基因表現為2 . 3 2,而在移轉疾病則為1 1. 5 8 (圖8 ),此利用本發明之RT-PCR方法測定增加5倍TS表現 量表示次發性疾病對5-FU並無反應,推測另一種治療方法 可能較為適當,諸如CPT-11。 本專利說明書中所列的所有文獻一并併入發明實體參 考。
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Claims (1)
- 1277652 案號89127378 丨華^^‘嗜 六、申請專利範圍 1 . 一種自石臘包埋生物組織樣品中回收RNA的方法,其 中該樣品不是體液的液態樣品’其包括: 將樣品去石胤; 將樣品置於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液 中,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘 之時間;及 利用選自萃取、電泳、層析法、沈澱法及其組合所組 成之群之回收技術自該破壞溶液中回收該R N A。 2 ·根據申請專利範圍第1項之方法,另包括於加熱前將 該樣品脫水。 3 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法,另包括於加熱前 將該樣品均質化。 4.根據申請專利範圍第3項之方法,其中該RNA之回收係 藉以水不溶性有機溶劑自該破壞溶液中萃取。 5 .根據申請專利範圍第4項之方法,其中該不溶於水有 機溶劑必須含有氯仿。 6 ·根據申請專利範圍第5項之方法,另包括純化該RNA。 7.根據申請專利範圍第6項之方法,其中係以乙醇沉澱 作用純化RNA。 8 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該時間期間 係自約1 0至約6 0鐘。 9 ·根據申請專利範圍第8項之方法,其中該時間期間係 自約3 0至約6 0分鐘。 1 0 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中溫度係在O:\68\68394-951102.ptc 第25頁 1277052案號89127378 年月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 約7 5至約9 5 °C之範圍。 1 1 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中溫度係在 約8 5至約1 0 0 °C之範圍。 1 2 ·根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該時間期 間係自約3 0至約6 0分鐘。 1 3.根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中胍鹽化合 物為脈氫氣酸。 1 4.根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中胍鹽化合 物為異硫氰酸脈。 1 5 ·根據申請專利範圍第1 4項之方法,其中異硫氰酸胍 存在的濃度為約2至約5 Μ。 1 6 ·根據申請專利範圍第1 5項之方法,其中異硫氰酸胍 存在的濃度為約4 Μ。 1 7.根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該破壞溶 液的pH為約3-6。 1 8.根據申請專利範圍第1 7項之方法,其中該破壞溶液 的pH為約4。 1 9.根據申請專利範圍第1 2項之方法,其中該破壞溶液 另包括還原劑。 2 0 .根據申請專利範圍第1 9項之方法,其中該還原劑為 /3 -酼醇。 2 1 .根據申請專利範圍第1 9項之方法,其中該還原劑為 二硫蘇糖醇。 2 2 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中RN A係自破O:\68\68394-951102.ptc 第26頁 1277052案號89127378 年丨丨月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 壞溶液中回收。 23.根據申請專利範圍第22項之方法,其中該RNA係用以 測定基因表現程度。 2 4 ·根據申請專利範圍第2 2項之方法,其中該R N A進一步 進行選自反轉錄、電泳、層析法、與核酸探針雜交及片段 作用所組成之群之步驟。 2 5.根據申請專利範圍第24項之方法,其中該RNA進行反 轉錄,且所製得之c D N A係被標記者。 2 6.根據申請專利範圍第25項之方法,其中該標記cDNA 係用於基因晶片或微陣列分析。 2 7.根據申請專利範圍第22項之方法,其中該RNA進行反 轉錄,且所製得之cDNA係經聚合酶鏈反應放大者。 2 8 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約7 5至約1 0 0 °C之溫度範圍下,加熱約3 0至約6 0分鐘之時 間,且RNA係自破壞溶液中回收。 2 9 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約7 5至約9 5 °C之溫度範圍下,加熱約3 0至約1 2 0分鐘之時 間。 3 0 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約9 5 °C之溫度範圍下,加熱約3 0至約6 0分鐘之時間。 3 1 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約9 5 °C之溫度範圍下,加熱約1 0至約6 0分鐘之時間。 3 2 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約9 5 °C之温度範圍下,加熱約6 0分鐘之時間。O:\68\68394-951102.ptc 第27頁 1277052案號89127378 年π月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 3 3 .根據申請專利範圍第1或2項之方法,其中該樣品於 約9 5 °C之溫度範圍下,加熱約3 0至約4 0分鐘之時間。 3 4. —種定量測定標的基因表現之方法,其包括: 將經固定石臘包埋生物組織樣品去石臘; 將去石臘樣品脫水; 將脫水樣品與包含異硫氰酸胍及還原劑且pH約為5之 破壞溶液混合; 均質化該樣品,並將樣品與破壞溶液混合物於溫度約 9 5 °C下加熱約3 0分鐘; 利用不溶於水有機溶劑之萃取作用自破壞溶液中萃回 收樣品R N A ; 純化回收的RNA ; 利用反轉錄反應將純化RNA轉化成cDNA ; 在聚合酶鏈結反應溶液進行cDNA之PCR反應,該聚合 酶鏈結反應溶液包括適合增幅至少一段特定序列之募核苷 探針,聚合酶及螢光發光源; 測定PCR反應後螢光強度的變化;及 以螢光強度為基礎,測定存於樣品中特定序列核酸的 含量。 3 5 .根據申請專利範圍第3 4項之方法,其中在破壞溶液 中異硫氰酸胍濃度為3 Μ。 3 6 .根據申請專利範圍第3 5項之方法,其中還原劑包括 二硫蘇糖醇。 3 7.根據申請專利範圍第3 6項之方法,其中不溶於水有O:\68\68394-951102.ptc 第28頁 1277052案號89127378 今广年U 月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 機溶劑包括氯仿。 3 8 ·根據申請專利範圍第3 7項之方法,其中係利用乙醇 沉澱作用純化回收的Μ A。 3 9 · —種自生物組織樣品中回收R N A之方法,其中該樣品 不是體液的液態樣品,其包括: 將樣品置於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液 中,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘 之時間;及 利用選自萃取、電泳法、層析法、沈澱法及其組合所 組成之群之回收技術自該破壞溶液中回收該R N A。 4 0 ·根據申請專利範圍第3 9項之方法,其另包括於加熱 前將該樣品脫水。 4 1 ·根據申請專利範圍第4 0項之方法’其另包括於加熱 前將該樣品均質化。 42.根據申請專利範圍第41項之方法,其中談RNA之回收 係藉以水不溶性有機溶劑自該破壞溶液中萃取。 4 3 .根據申請專利範圍第4 2項之方法,其中該不溶於水 有機溶劑實質上係由氯仿組成。 4 4.根據申請專利範圍第4 3項之方法,其另包括純化該 RNA ° 4 5 ·根據申請專利範圍第4 4項之方法,其中係以乙醇沉 澱作用純化RNA。 46.根據申請專利範圍第39項回收RNA之方法,其中該時 間期間係自約1 0至約6 0鐘。O:\68\68394-951102.ptc 第29頁 1277052案號89127378 年il月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 4 7.根據申請專利範圍第46項之方法,其中一該時間期 間係自約3 0至約6 0分鐘。 4 8 ·根據申請專利範圍第3 9項之方法,其中溫度係在約 8 5至約1 0 0 °C之範圍。 4 9.根據申請專利範圍第48項之方法,其中一該時間期 間係自約3 0至約6 0分鐘。 5 0 .根據申請專利範圍第3 9項回收R N A之方法,其中胍鹽 化合物為脈氫氯酸。 5 1 .根據申請專利範圍第3 9項回收R N A之方法,其中胍鹽 化合物為異硫氰酸胍。 5 2.根據申請專利範圍第5 1項之方法,其中異硫氰酸胍 存在的濃度為約2至約5 Μ。 5 3.根據申請專利範圍第5 2項之方法,其中異硫氰酸胍 存在的濃度為約4 Μ。 5 4.根據申請專利範圍第5 1項之方法,其中該破壞溶液 的pH為約3 - 6。 5 5 .根據申請專利範圍第5 4項之方法,其中該破壞溶液 的p Η為約4。 56.根據申請專利範圍第39項回收RNA之方法,其中該破 壞溶液另包括還原劑。 5 7.根據申請專利範圍第56項回收RNA之方法,其中該還 原劑為/3 -巯醇。 58.根據申請專利範圍第56項回收RNA之方法,其中該還 原劑為二硫鍊糖醉。O:\68\68394-951102.ptc 第30頁 1277052案號89127378 年U月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 5 9.根據申請專利範圍第39項之方法,其中該RNA係用以 測定基因表現程度。 6 0 .根據申請專利範圍第3 9項之方法,其中該沉澱法係 以醇進行。 6 1 ·根據申請專利範圍第6 0項之方法,其中該醇係為乙 醇、異丙醇或其混合物。 6 2 ·根據申請專利範圍第3 9項之方法,其中該層析法係 為離子交換層析法、分子大小篩選層析法、>5夕膠層析法、 逆相層析法或其組合。 6 3.根據申請專利範圍第3 9項之方法,其中該電泳法係 為聚丙醯胺電泳法、瓊脂電泳法或其組合。 6 4 . —種自生物組織樣品中回收Μ A之方法,其中該樣品 不是體液的液態樣品5其包括: 將樣品置於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液 中,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘 之時間;及 自該破壞溶液中回收該R N A,其中自該破壞溶液中回 收之該RNA適用於利用反轉錄聚合酶鏈結合反應(RT-PCR) 放大偵測基因之表現程度。 6 5 .根據申請專利範圍第1項之方法,其中該沉澱法係以 醇進行。 6 6 .根據申請專利範圍第6 5項之方法,其中該醇係為乙 醇、異丙醇或其混合物。 6 7.根據申請專利範圍第1項之方法,其中該層析法係為O:\68\68394-951102.ptc 第31頁 1277052案號89127378 〇yc年月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 離子交換層析法、分子大小篩選層析法、矽膠層析法、逆 相層析法或其組合。 6 8 .根據申請專利範圍第1項之方法,其中該電泳法係為 聚丙醯胺電泳法、瓊脂電泳法或其組合。 6 9. —種自經固定石臘包埋生物組織樣品中回收RNA之方 法,其中該樣品不是體液的液態樣品,其包括: 將樣品去石胤; 將樣品置於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液 中,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘 之時間;及 自該破壞溶液中回收該R N A,其中自該破壞溶液中回 收之該RNA適用於利用反轉錄聚合酶鏈結合反應(RT-PCR) 放大偵測基因之表現程度。 7 0 . —種自經固定石臘包埋生物組織樣品中測定胸苷酸 合成酶(TS)表現之方法,其包括: (a )將組織樣品去石臘以獲得去石臘樣品; (b )自去石脱樣品中獲得經分離之in R N A ’其言先將組 織樣品於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液中,於溫 度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘,並自該 破壞溶液中回收該m R N A ; (c) 利用可放大TS基因區域之一對募核苷酸引子放大 經分離之mRNA以獲得將放大之樣品;及 (d) 相對於内對照組基因mRNA之量,測定TS mRNA之 量 °O:\68\68394-951102.ptc 第32頁 1277652 案號 89127378 修正 六、申請專利範圍 其中該内對照組 7 1 .根據申請專利範圍第70項之方法 基因係為yS -肌動蛋白。 7 2 .根據申請專利範圍第7 0項之方法,其中該組織樣品 係為腫瘤組織。 7 3.根據申請專利範圍第7 2項之方法,其中該腫瘤組織 係獲自結腸癌腫瘤。 7 4.根據申請專利範圍第7 2項之方法,其中該腫瘤組織 係獲自肝臟移轉。 7 5 . —種自經固定石臘包埋生物組織樣品中測定胸苷酸 合成酶(TS)表現程度之方法,其包括: (a )將組織樣品去石臘以獲得去石臘樣品; (b) 自去石臘樣品中獲得經分離之mRNA,其首先將去 石臘組織樣品於包括有效濃度之胍鹽化合物之破壞溶液 中,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下加熱,並自該溶液中回 收該mRNA ;及 (c) 相對於内對照組基因mRNA之量,測定TS mRNA之 量 ° 其中該加熱係為 其中該募核苷酸 其中該募核苷酸 其中該加熱係發 7 6 .根據申請專利範圍第7 5項之方法 進行1 0至1 2 0分鐘。 7 7.根據申請專利範圍第75項之方法 引子之一係為SEQ ID NO: 1。 7 8 .根據申請專利範圍第7 5項之方法 引子之一係為SEQ ID NO: 3。 7 9 .根據申請專利範圍第75項之方法O:\68\68394-951102.ptc 第33頁 1277052案號89127378 年q 月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 生於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍下,進行約1 0至約1 2 0分鐘之 時間。 8 0.根據申請專利範圍第70項之方法,其中該回收mRNA 之方法包括選自以水不溶性有機溶劑萃取法、氯仿萃取 法、酚-氯仿萃取法、醇沉澱法、層析法、分子大小篩選 層析法、石夕膠層析法、逆相層析法及電泳法、聚丙酷胺電 泳法、瓊脂電泳法及其組合所組成之群之方法。 81. 根據申請專利範圍第70項之方法,其中該RNA之回收 係藉以水不溶性有機溶劑自該破壞溶液中萃取。 82. 根據申請專利範圍第70項之方法,其中該TS mRNA量 之測定包括R T - P C R。 8 3.根據申請專利範圍第75項之方法,其中該回收mRN A 之方法包括選自以水不溶性有機溶劑萃取法、氯仿萃取 法、紛-氯仿萃取法、醇沉殿法、層析法、分子大小篩選 層析法、碎膠層析法、逆相層析法及電泳法、聚丙酸胺電 泳法、瓊脂電泳法及其組合所組成之群之方法。 84.根據申請專利範圍第75項之方法,其中該RNA之回收 係藉以水不溶性有機溶劑自該破壞溶液中萃取。 8 5.根據申請專利範圍第75項之方法,其中該TS mRNA量 之測定包括RT-PCR。 8 6 . —種自石臘包埋生物組織樣品中回收R N A的方法,其 中該樣品不是體液的液態樣品,其包括: 將樣品去石臘; 將樣品置於包括有效濃度之破壞溶液’該破壞溶液係O:\68\68394-951102.ptc 第34頁 1277052案號89127378 年η月 曰 修正_ 六、申請專利範圍 選自由胍鹽化合物,脲,甲醯胺,碘化鉀,異氰酸鉀,及 相似的化合物所組成之群,於溫度約7 5至約1 0 0 °C範圍 下,加熱約1 0至約1 2 0分鐘之時間;及 利用選自萃取、電泳、層析法、沈殿法及其組合所組 成之群之回收技術自該破壞溶液中回收該R N A。O:\68\68394-951102.ptc 第35頁
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