CN115466792A - 一种用于检测vcp-tfe3融合基因的探针及试剂盒和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物技术领域,具体公开了一种用于检测VCP‑TFE3融合基因的探针及试剂盒和应用。所述探针选用标记的克隆片段分别是RP11‑645L21、CTD‑2104L1、CTD‑2149E19和CTD‑2056H3的组合,以及RP11‑107C19、RP11‑1148L6、RP11‑416B14、CTD‑2311N12、CTD‑3009K20、CTD‑2312C1、RP11‑352D11和RP11‑211H10的组合;本发明的基因探针应用的准确率高、特异性高、成功率高,荧光信号强,诊断快速,可应用在石蜡切片中,拓展了检测标本的范围,建立了准确可靠简便诊断VCP‑TFE3融合性肾癌的新方法。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域,尤其是涉及一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针及试剂盒和应用。
背景技术
转录因子E3(translocation factor E3,TFE3)是小眼畸形相关转录因子(microphthalmia-associated transcription factor,MITF)家族成员之一,位于Xp11.2位点,长度为14.78kb,具有螺旋-环-螺旋-亮氨酸的特殊结构,其编码的TFE3蛋白与转录调节因子相互作用,调控细胞的增殖与生长,并在DNA依赖型转录调控、蛋白质翻译时转运RNA氨基化等方面具有不可替代的作用[1]。人体正常细胞不表达或弱表达TFE3蛋白,当TFE3基因发生易位并形成融合基因时,促使TFE3蛋白过表达,干扰细胞转录调控,从而导致肿瘤的形成[2]。
TFE3基因易位融合形成的肿瘤称为TFE3相关性肿瘤,主要见于以下几种疾病:①Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾细胞癌;②腺泡状软组织肉瘤(alveolar soft partsarcoma,ASPS);③伴TFE3基因融合的上皮样血管内皮瘤(epithelioidhemangioendothelioma,EH);④伴TFE3基因融合的血管周上皮样细胞肿瘤(perivasularepithelioid cell tumor,PEComa)。TFE3所涉及的融合基因至少有20种,其中VCP是最新被发现的TFE3融合基因,分别见于PEComa[3]及Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾细胞癌[4]等疾病。
VCP位于9号染色体短臂1区3带3亚带(9p13.3),与Xp11.2位点上的TFE3基因发生易位融合,形成新的VCP-TFE3融合基因,并由此引发细胞信号通路和细胞代谢调控紊乱,导致肿瘤发生。据上述文献报道称VCP-TFE3融合性肿瘤恶性程度高,侵袭性强,容易发生远处器官转移,生存期短,需要采取较激进的治疗手段以延长患者的生存期和改善预后,所以VCP-TFE3相关肿瘤及时准确的诊断对判断患者的预后和术后辅助治疗至关重要。
目前,诊断基因易位及融合相关的分子技术主要有染色体荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)、逆转录一聚合酶链反应(reversetranscription polymerase chain reaction,RT-PCR)和RNA测序技术。
TFE3分离探针FISH被认为是诊断TFE3易位的较好的可以应用于临床的检测方法,利于诊断,然而因其无法确定TFE3的融合基因,没办法筛选出预后不良的病例。RT-PCR和RNA测序技术虽然可以检测出TFE3的融合基因,但是PCR试验流程较复杂且耗时长,对实验室环境及实验技术操作人员要求较高,并且RNA在组织前处理的过程中较难保存,因此不适合其广泛应用。以上种种限制导致VCP-TFE3肿瘤无法及时准确的诊断,影响了临床医师对VCP-TFE3肿瘤患者的预后和术后管理做出进一步判断。
参考文献:
1.Inamura K.Translocation renal cell carcinoma:an update onclinicopathological and molecular features.Cancers(Basel).2017,9(9).pii:E111.
2.Argani P,Ladanyi M.The evolxing story of renal translocationcarcinomas.Am J Clin Pathol.2006,126(3):332-334.
3.Zhu G,Benayed R,Ho C,et al.Diagnosis of known sarcoma fusions andnovel fusion partners by targeted RNA sequencing with identification of arecurrent ACTB-FOSB fusion in pseudomyogenic hemangioendothelioma.ModPathol.2019 May;32(5):609-620.
4.Ge Y,Lin X,Zhang Q,et al.Xp11.2 Translocation Renal Cell CarcinomaWith TFE3 Rearrangement:Distinct Morphological Features and Prognosis WithDifferent Fusion Partners.Front Oncol.2021 Nov 30;11:784993.
发明内容
本发明的目的在于克服RT-PCR和RNA测序在临床诊断中的缺陷,而提供一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针及试剂盒和应用。本发明首次应用FISH技术检测VCP-TFE3融合,是基于对VCP-TFE3融合基因改变特点的研究,是对TFE3基因及VCP基因特异性的BAC克隆片段的结合位点综合分析筛选出的探针。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
第一目的,本发明提供了一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针,所述探针选用标记的克隆片段分别是RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合,以及RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合;
所述RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合定位于9号染色体VCP基因上,四者标记为相同的红色荧光信号;
所述RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合定位于X染色体TFE3基因上,均标记为绿色荧光信号。
本发明选择的VCP基因和TFE3基因上的克隆片段必须满足至少覆盖完整的所在基因,这样才能保证VCP-TFE3融合相关肿瘤中新组成的两个基因能显示出两个融合信号。同时,为了防止同侧的克隆片段信号出现断裂产生单独信号,在VCP的4个BAC克隆片段组合应尽量减少相邻的基因片段之间的重复序列;另外,为确保单色信号的完整性,在完全覆盖TFE3基因的前提条件下,TFE3的8个BAC克隆片段组合应保证同侧的基因克隆片段存在一定量重复片段或两者相距不超过10Kb。为了增强荧光强度和范围,提高检测结果的准确性及易观察性,VCP及TFE3均标记多个BAC克隆片段,且每一个克隆片段均经过单独测试,最终筛选出荧光信号强度强,特异性好的克隆片段。
具体为:本发明通过http://genome.ucsc.edu/查找X染色体TFE3基因和9号染色体VCP基因对应的细菌人工染色体(BAC克隆),分别选择相应的BAC克隆片段,控制同侧所选BAC克隆片段完整覆盖相对于基因。按上述要求选取VCP基因上的BAC克隆片段为RP11-645L21(chr9:34,776,731-34,934,557,片段长度约为158Kb)、CTD-2104L1(chr9:34,929,906-35,033,543,片段长度约为104Kb)、CTD-2149E19(chr9:35,043,362-35,156,285,片段长度约为113Kb)和CTD-2056H3(chr9:35,130,317-35,307,678,片段长度约为177Kb);TFE3基因上的BAC克隆片段为RP11-107C19(chrX:48,287,149-48,447,501,片段长度约为160Kb)、RP11-1148L6(chrX:48,420,392-48,578,828,片段长度约为158Kb)、RP11-416B14(chrX:48,580,872-48,763,198,片段长度约为180Kb)、CTD-2311N12(chrX:48,713,289-48,923,401,片段长度约为210Kb)、CTD-3009K20(chrX:48,906,665-49,061,592,片段长度约为155Kb)、CTD-2312C1(chrX:48,959,513-49,170,367,片段长度约为211Kb)、RP11-352D11(chrX:49,184,592-49,359,851,片段长度约为175Kb)和RP11-211H10(chrX:49,304,624-49,489,867,片段长度约为185Kb)。
对上述筛选到的克隆片段进行特异性分析,RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3准确定位于VCP基因上,和RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10准确定位于TFE3基因上。
本发明筛选出的探针应用准确率高、特异性高、成功率高,荧光信号强,操作简捷,诊断快速,可应用于石蜡组织标本,拓展了检测标本的范围,建立了准确可靠简便诊断VCP-TFE3相关肿瘤的新方法,易于筛选出TFE3相关肿瘤恶性程度较高,进展较快的VCP-TFE3相关肿瘤。
优选地,RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19、CTD-2056H3、RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10克隆片段均为细菌人工染色体克隆(BAC克隆)。
本发明所选的两个基因共12个BAC克隆片段有以下优势:(1)基因克隆片段标记长度均在150-200Kb左右,保证荧光强度相似,避免大小不等信号的产生从而影响判读;(2)同侧相邻片段之间存在少量重复序列或者相距不超过10kb,使得单颜色信号相互连续不易断裂,从而避免异常的单独信号的出现,减少误判的几率;(3)两组克隆片段均完整覆盖所选基因,在VCP-TFE3融合性肿瘤中可形成两个融合信号,保证结果的准确性。(4)多次反复实验,最终筛选所得BAC克隆片段为荧光信号强度较强,特异性较好的克隆片段,保证结果的特异性及灵敏度较好。
作为本发明所述探针的优选实施方式,定位于VCP基因、TFE3基因的克隆片段组合所标记颜色分别标记为红色和绿色。
第二目的,本发明提供了上述用于检测VCP-TFE3融合基因的探针的试剂盒。
作为本发明所述试剂盒的优选实施方式,所述试剂盒包括探针杂交液以及4′,6-二脒基-2-苯基吲哚复染剂,所述探针杂交液包括上述探针和杂交缓冲液。
试剂盒中含有4'6-二脒基-2-苯基吲哚复染剂,其主要用于细胞核染色。
作为本发明所述试剂盒的优选实施方式,所述探针的浓度为10μl。
作为本发明所述试剂盒的优选实施方式,定位于9号染色体VCP基因上的RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合,标记为红色荧光信号;定位于X染色体TFE3基因上RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合,标记为绿色荧光信号,并且将上述探针与杂交缓冲液、纯化水混合配制成探针杂交液。
第三目的,本发明提供了上述探针在制备检测VCP-TFE3融合基因试剂盒中的应用。
第四目的,本发明提供了上述试剂盒在制备用于检测VCP-TFE3融合基因产品中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明提供了一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针及试剂盒,本发明技术可以避开RT-PCR以及RNA测序对标本质量要求高等要求,用于检测VCP-TFE3融合基因的探针荧光原位杂交检测可应用于患者的石蜡组织切片,弥补TFE3分离探针FISH无法确定融合基因等缺陷。本发明设计出来的探针的应用准确率高、特异性高、成功率高,荧光信号强,操作简捷,诊断快速,方法设计周全,操作简单,并可应用于石蜡组织标本,拓展了检测标本的范围易于应用于临床;并可以快速,准确,直观检测出VCP-TFE3融合基因,建立了准确可靠简便诊断VCP-TFE3相关肿瘤的新方法,易于筛选出TFE3相关肿瘤恶性程度较高,进展较快的VCP-TFE3相关肿瘤。
附图说明
图1为用于检测VCP-TFE3融合基因的探针的荧光素标记示意图(定位于9号染色体VCP基因标记为红色荧光信号;定位于X染色体TFE3基因标记为绿色荧光信号);
图2为用于检测VCP-TFE3融合基因的探针的定位模式示意图;
图3为正常人体细胞用于检测VCP-TFE3融合基因的探针FISH结果模式图(左图为女性显示2个红色信号和2个绿色信号;右图为男性显示2个红色信号和1个绿色信号);
图4为VCP-TFE3融合性肾细胞癌患者肿瘤细胞VCP-TFE3融合基因的探针FISH结果模式图(箭头所指为VCP-TFE3融合基因;左图为女性显示2个融合信号、1个红色和1个绿色信号;右图为男性显示2个融合信号和1个红色);
图5为女性VCP-TFE3融合性肿瘤应用示意图(箭头所示为VCP-TFE3融合信号)。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
在以下实施例中,所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法,所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
本发明采用的基因探针不同于现有技术,属于应用FISH技术检测VCP-TFE3融合基因,是基于对VCP-TFE3融合基因改变特点的研究,是对TFE3基因及VCP基因特异性的BAC克隆片段的结合位点综合分析筛选出的方案。
本实施例选择BAC克隆片段需要考虑以下要求:
选择的VCP基因和TFE3基因上的BAC克隆必须满足至少覆盖完整的所在基因,这样才能保证VCP-TFE3融合相关肿瘤中新组成的两个基因能显示出两个融合信号。同时,VCP基因上的4个BAC克隆片段组合,要求相邻的基因片段之间存在较少的重复序列,以防同侧的克隆片段信号出现断裂,导致单独信号的出现,影响检测结果的判断;在TFE3的8个BAC克隆片段组合,在完全覆盖TFE3基因的情况下,尽量满足同侧的基因克隆片段存在少量重复片段或两者相距不超过10Kb,确保单色信号的完整性。在每个基因上均标记多个BAC克隆片段是为了增强荧光强度和范围,提高检测结果的准确性。探针组合中所选用的每一个BAC克隆片段均经过单独测试,最终选出荧光信号强度强,特异性好的克隆片段。
实施例1、一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针
本实施例通过http://genome.ucsc.edu/查找X染色体TFE3基因和9号染色体VCP基因对应的细菌人工染色体(BAC克隆),分别选择相应的BAC克隆片段,控制同侧所选BAC克隆片段完整覆盖相对于基因。按上述要求选取VCP基因上的BAC克隆片段为RP11-645L21(chr9:34,776,731-34,934,557,片段长度约为158Kb)、CTD-2104L1(chr9:34,929,906-35,033,543,片段长度约为104Kb)、CTD-2149E19(chr9:35,043,362-35,156,285,片段长度约为113Kb)和CTD-2056H3(chr9:35,130,317-35,307,678,片段长度约为177Kb);TFE3基因上的BAC克隆片段为RP11-107C19(chrX:48,287,149-48,447,501,片段长度约为160Kb)、RP11-1148L6(chrX:48,420,392-48,578,828,片段长度约为158Kb)、RP11-416B14(chrX:48,580,872-48,763,198,片段长度约为180Kb)、CTD-2311N12(chrX:48,713,289-48,923,401,片段长度约为210Kb)、CTD-3009K20(chrX:48,906,665-49,061,592,片段长度约为155Kb)、CTD-2312C1(chrX:48,959,513-49,170,367,片段长度约为211Kb)、RP11-352D11(chrX:49,184,592-49,359,851,片段长度约为175Kb)和RP11-211H10(chrX:49,304,624-49,489,867,片段长度约为185Kb)的组合。对所选取的BAC克隆进行特异性分析,明确所选BAC片段在染色体上的特异性。将BAC克隆培养后提取质粒,利用缺口平移法,将VCP基因上的4个BAC克隆片段用Tetramethylrhodamine-5-dUTP标记为红色荧光,将TFE3基因上的BAC克隆片段用Fluorescein-12-dUTP标记为绿色荧光(图1),两端颜色可以互换。为了检测构建克隆的正确性,分别将每个标记荧光信号的克隆片段单独在细胞滴片(由健康人体的外周血细胞经过培养,秋水仙素处理,低渗,固定后得到含大量有丝分裂细胞的悬液制成)上进行杂交定位实验,在有丝分裂中期细胞上观察克隆片段在染色体上的定位。上述12组克隆片段分别经过验证,均能准确定位于VCP基因和TFE3基因上,最后将标记好的克隆片段提纯后与杂交缓冲液、纯化水按比例配置成探针杂交液,-20℃避光冷冻保存。
实施例2、VCP-TFE3融合性肾细胞癌试剂盒
本实施例的VCP-TFE3融合性肾细胞癌试剂盒由探针杂交液以及4′,6-二脒基-2-苯基吲哚复染剂组成,探针杂交液由实施例1制备的探针与杂交缓冲液、纯化水按比例配置成探针杂交液,-20℃避光冷冻保存。其中,定位于9号染色体VCP基因上的RP11-645L21,CTD-2104L1,CTD-2149E19和CTD-2056H3组合,标记为红色荧光信号;定位于X染色体TFE3基因上RP11-107C19,RP11-1148L6,RP11-416B14,CTD-2311N12,CTD-3009K20,CTD-2312C1,RP11-352D11和RP11-211H10组合,标记为绿色荧光信号(图2)。4'6-二脒基-2-苯基吲哚复染剂主要用于细胞核染色。
本实施例试剂盒的使用方法:
(1)将新鲜肿瘤组织经10%中性福尔马林固定24~48h,脱水程序处理后包埋成石蜡组织,使用石蜡切片机制成3μm厚度切片,贴附于带正电荷玻片上;
(2)将组织切片置于65℃恒温箱1~2h,取出放入二甲苯ⅠⅠ各15min脱蜡,经100%、95%、80%梯度乙醇至纯水各1min,最后置于纯水煮沸20分钟;
(3)取出晾干后,滴加100μl胃蛋白酶反应液消化5min,迅速放入2×SSC溶液漂洗5min,最后经80%、95%和100%梯度乙醇脱水各1min,晾干;
(4)加10μl探针杂交液至干燥22×22mm盖玻片上,将样本载玻片反转,样本朝下,迅速盖上,反转后轻压盖玻片使探针杂交液均匀分布,用橡皮胶水沿盖玻片边缘封片,完全覆盖盖玻片与载玻片接触的边缘。
(5)将玻片放在PCR仪上75±1℃变性10min,37±1℃孵育过夜(至少18h);
(6)将2×SSC溶液、0.1%NP-40/2×SSC溶液放入37±1℃水浴箱中预热,去除组织切片上的橡皮胶水和盖玻片,将玻片放入2×SSC溶液中漂洗10min,在转入0.1%NP-40/2×SSC溶液中漂洗5min,随即于室温75%乙醇中脱水3min;
(7)暗处晾干后,滴加10μlDAPI复染液至干燥22×22mm盖玻片上,将样本载玻片翻转,样本朝下,迅速盖上,反转后轻压盖玻片,注意避免产生气泡,暗处存放,使用荧光显微镜观察荧光信号。
判读标准:组织切片在细胞核染色清晰、杂交信号强的区域中至少观察到100个互不重叠的细胞核且有明确的FISH信号才能判定为FISH检测有效。当红绿信号单独出现或者双融合信号未达到10%的阈值,则判定为VCP-TFE3融合基因FISH检测阴性,不能诊断为VCP-TFE3融合性肾细胞癌,当超过10%肿瘤细胞核出现融合信号,则判定为VCP-TFE3融合基因FISH检测阳性,可以诊断为VCP-TFE3相关性肿瘤。
结果判断:
荧光显微镜观察到的两种信号类型:
(1)未发生TFE3基因与VCP基因易位的待检组织切片,由于X染色体与9号染色体距离较远,则各染色体上标记红绿信号分别独立出现。正常女性含2条9号染色体和2条X染色体,所以出现2个红色信号和2个绿色信号,即四个信号点;男性含2条9号染色体和1条X染色体,所以出现2个红色信号和1个绿色信号(图3)。
(2)双融合信号:在VCP-TFE3融合性肿瘤中,TFE3端粒侧基因与9号染色体VCP基因端粒侧发生平衡易位后,形成新的X染色体,而新的9号染色体由VCP着丝粒侧和TFE3端粒侧组成。红绿信号标记原则是完整覆盖全段TFE3基因和VCP基因,基因融合后发生分别标记红绿信号的基因位置相互毗邻,形成红绿连续信号或者橙色信号(红绿信号叠加的效果)。只有当两个融合信号在同一个细胞核同时出现的时候才能记为双融合信号。女性VCP-TFE3融合性患者可出现4个信号点,即2个融合信号、1个红色和1个绿色信号,表明该细胞核内一条9号常染色体上的VCP基因和一条X染色体上的TFE3基因发生易位融合,同时还保留一条正常的X染色体和9号常染色体。男性VCP-TFE3融合性肿瘤患者可出现2个融合信号和1个红色,表明该细胞核内两条中的一条9号常染色体与男性唯一的一条X染色体发生VCP与TFE3基因发生易位融合,只保留一条9号常染色体(参考图4-图5)。
本发明的优点及效果在于避开RT-PCR以及RNA测序对标本质量要求高,用于检测VCP-TFE3融合基因的探针荧光原位杂交检测可应用于患者的石蜡组织切片,弥补了TFE3分离探针FISH无法确定融合基因等缺陷。
本发明筛选出的探针的应用准确率高、特异性高、成功率高,荧光信号强,操作简捷,诊断快速,可应用于石蜡组织标本,拓展了检测标本的范围,建立了准确可靠简便诊断VCP-TFE3相关肿瘤的新方法,易于筛选出TFE3相关肿瘤恶性程度较高,进展较快的VCP-TFE3相关肿瘤。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种用于检测VCP-TFE3融合基因的探针,其特征在于,探针选用标记的克隆片段分别是RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合,以及RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合;
所述RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合定位于9号染色体VCP基因上,四者标记为相同的红色荧光信号;
所述RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合定位于X染色体TFE3基因上,均标记为绿色荧光信号。
2.如权利要求1所述的探针,其特征在于,RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19、CTD-2056H3、RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10克隆片段为细菌人工染色体克隆片段。
3.包含如权利要求1或2所述的用于检测VCP-TFE3融合基因的探针的试剂盒。
4.如权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,包括探针杂交液以及4′,6-二脒基-2-苯基吲哚复染剂,所述探针杂交液包括如权利要求1或2所述的探针和杂交缓冲液。
5.如权利要求3所述的试剂盒,其特征在于,所述探针的浓度为10μl。
6.如权利要求4所述的试剂盒,其特征在于,定位于9号染色体VCP基因上的RP11-645L21、CTD-2104L1、CTD-2149E19和CTD-2056H3的组合,标记为红色荧光信号;定位于X染色体TFE3基因上RP11-107C19、RP11-1148L6、RP11-416B14、CTD-2311N12、CTD-3009K20、CTD-2312C1、RP11-352D11和RP11-211H10的组合,标记为绿色荧光信号,并且将上述探针与杂交缓冲液、纯化水混合配制成探针杂交液。
7.如权利要求1所述的探针在制备检测VCP-TFE3融合基因试剂盒中的应用。
8.如权利要求3所述的试剂盒在制备用于检测VCP-TFE3融合基因产品中的应用。
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