JP2020536503A - 認知障害の診断用のノンコーディングRNA(ncRNA) - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年9月5日に出願された米国仮出願第62/554,427号の利益および優先権を主張する。
miRNAは、転写後レベルにおいて遺伝子発現を負にモジュレートする短鎖ノンコーディングRNA分子(18〜23ヌクレオチド)である。現在同定されているmiRNAの約70%は脳において発現される。miRNAは、神経の発生、分化およびシナプス可塑性において大きな役割を果たす。一部の特定のmiRNAは、ADの脳、CSFおよび血液において異常に発現され[総説について、Hu et al., 2016, Front Aging Neurosci. 9(8):13]、ADの診断におけるそれらの潜在的な価値を明らかにする。
lncRNAは、典型的に、200ヌクレオチドより長い、組織特異的な方式で発現される転写物として定義される。脳において、lncRNAは、神経伝達およびシナプス可塑性を含む多様な機能を有するタンパク質のエピジェネティック、転写、および転写後レベルにおける遺伝子発現を調節することができる。最近の研究は、AD検死脳組織においてlncRNA候補を同定し、一部のlncRNA候補は、神経毒性Aβの形成、シナプス活性またはニューロンDNA修復を直接的または間接的に調節する(総説について、Luo K and Chen Y, Clin Interv Aging 2016; 11: 867-872)。
(a)対象から生物学的試料を単離すること;
(b)ncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)シグネチャーにおける発現のレベルを検出することであって、ncRNAシグネチャーが、前記対象からの生物学的試料中の表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)を含むかまたはからなる、前記検出すること;
(c)試料中のmiRNAおよび/またはlncRNAの発現のレベルを参照中の発現のレベルと比較すること
を含み、
参照中のレベルと比較された試料中の発現のレベルの増加または減少が、認知障害を有するか、または認知障害を発症するリスクがある対象を同定する、
方法に関する。
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含むかまたはからなる。
(a)対象から生物学的試料を単離すること;
(b)ncRNAシグネチャーにおける発現のレベルを検出すること、ここでncRNAシグネチャーは、生物学的試料中の表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)を含むかまたはからなる;
(c)試料中のmiRNAおよび/またはlncRNAの発現のレベルを参照中の発現のレベルと比較すること、
ここで、参照中のレベルと比較された試料中の発現のレベルの増加または減少が、認知障害を有するか、または認知障害を発症するリスクがある対象を同定する、および
(d)同定された前記認知障害に従って治療処置を設計すること
を含む方法に関する。
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含むかまたはからなる。
「参照」は、例えば、認知障害症状を有さず、異常な神経イメージング所見を有さず、本発明の方法を用いて診断される患者に年齢をマッチさせた正常な健常対象からの試料などの好適な対照試料であってもよい。参照は、障害もしくは疾患症状の実証前または認知機能の障害もしくは喪失もしくは認知症の診断の前の同じ対象からの試料であってもよい。参照は、標準化された試料、例えば、認知障害症状を有さず、異常な神経イメージング所見を有さない健常対象のいくつかの試料からの材料またはデータを含む試料であってもよい。
認知症の種類およびサブタイプは多数であり、例えば、以下を含む:
アルツハイマー(AD)およびAD型のMCI
前頭側頭型認知症(FTD)およびFTD型のMCI
レビー小体を伴う認知症(DLB)およびDLB型のMCI
パーキンソン病型認知症(PDD)およびPDD型のMCI
血管性認知症
進行性核上麻痺(PSP)
大脳皮質基底核変性症(CBD)
(a)本発明による方法を使用して前記対象の生物学的試料を使用して認知障害の存在を決定すること、および
(b)工程(a)の結果の機能に治療処置を適合させること
を含む方法に関する。
(a)本発明による方法を使用して前記対象の生物学的試料を使用して認知障害を発症するリスクを決定すること、および
(b)工程(a)の結果の機能に治療処置を適合させること
を含む方法に関する。
(a)本発明による方法を使用して前記対象の生物学的試料を使用して認知障害を発症するリスクを決定すること、および
(b)工程(a)の結果の機能に治療処置を適合させること
を含む方法に関する。
(a)本発明による方法を使用して前記患者における認知機能の進行性障害もしくは喪失または認知症に関連付けられる認知障害を診断すること、および
(b)工程(a)において得られた結果に治療処置を適合させること
を含む方法に関する。
認知障害、特にアルツハイマー病の処置のために既に承認された薬物、例えば、コリンエステラーゼ阻害剤(例えば、ドネネペジル(donenepezil)、リバスチグミンもしくはガランタミン)、もしくはNMDA受容体アンタゴニスト(例えば、メマンチン)、もしくは薬物の組合せ(例えば、ドネペジルおよびメマンチン)、ならびに/または
臨床開発されている新規の治療剤候補もしくは組合せ、例えば、抗アミロイド分野において現在試験されているもの(例えば、ベータ−セクレターゼ阻害剤および抗ベータ−アミロイドモノクローナル抗体)、および抗タウアプローチ、例えば、抗タウ分野において現在試験されているもの(例えば、タウリン酸化状態を調節するキナーゼもしくはホスファターゼのモジュレーターおよび抗タウ抗体);および本発明のncRNAが関与する神経変性、シナプス可塑性、酸化ストレス、オートファジー、ミトコンドリア機能障害および免疫炎症経路などの分子経路をモジュレートする薬物候補。
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含むかまたはからなる。
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含むかまたはからなる。
(a)対象から生物学的試料を単離すること;
(b)ncRNAシグネチャーにおける発現のレベルを検出すること、ここでncRNAシグネチャーは、前記対象からの生物学的試料中の表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNAを含むかまたはからなる。
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含むかまたはからなる。
ヒト対象の血漿または血清または全血試料中のmiRNAを同定するために、HTG EdgeSeq miRNA whole transcriptome V2 targeted sequencing assay(HTG WTA V2、HTG Molecular、Tuscon、United States)を使用して2083のmiRNAのmiRNAプロファイリングを行った。この技術は、抽出フリー溶解プロセスの後にヌクレアーゼ保護アッセイ(NPA)を使用して測定用のヌクレアーゼ保護プローブ(NPP)の化学量論ライブラリーを調製するヌクレアーゼ保護標的化RNAシークエンシングアッセイに基づく。
血清または血漿試料を、リチウム−ヘパリンチューブ中に回収された血液試料から調製し、全血試料をPaxgene RNAチューブに回収した。試料は、健常ボランティア(HV)、フランス国ミュルーズの「Etablissement Francais du Sang」(EFS)のドナーから、ならびに2015年1月22日のID RCB:2015−A00118−41の下でのADKIT研究、2016年2月4日のID RCB:2016−A200227−44の下での時間生物学的研究を含むthe Agence Nationale de Securite du Medicament et des Produits de Sante(ANSM)に登録されたAmoneta Diagnosticsをスポンサーとする前向き研究のプロトコールに従って登録された認知に問題のない健常対照対象および軽度認知障害または異なる段階のアルツハイマー病(AD)を有する患者からのものであった。
HTG EdgeSeqラン
HTG whole transcriptome miRNA(WTA) kitを使用した(HTG WTA V2、HTG Molecular、Tuscon、United States)。試料を以下のプロトコールに従って調製した:15μlの血漿溶解緩衝液および15μlの血漿試料および3μlのプロテイナーゼKを混合し、オービタル振盪と共に50℃で60分間インキュベートした。25μlの混合液をHTGサンプルプレートに移し、HTGプロセッサーにロードしてヌクレアーゼ保護アッセイを行い、化学量論のNPPを調製した。
血漿試料について、Hemo KlenTaq(MO332S、NEB、Evry、France)酵素を使用してバーコード化を行った。各試料について、2.4μlのHemo KlenTaq、0.6μlのdNTP(10nM)(NEB、N0447S)、6μlのOneTaq PCR GC Buffer 5X(B9023S、NEB、Evry、France)、3μlのフォワードおよびリバースプライマー(HTG WTA、HTG Molecular、Tuscon、United States)、3μlの試料調製物および12μlのH20を混合する。PCR工程は、以下のサイクリングプロファイル:95℃で4分間の後、95℃で15秒間、55℃で45秒間および68℃で45秒間の16サイクルを使用してABI 2720 Thermocyclerにより行った。プロトコールは、68℃での10分間により終了した。
ライブラリーから過剰なプライマーを除去するために、Agentcour AMPure XP beads(A63880、Beckmancoulter、Villepinte、France)を使用した。各試料について、37.5μlのAMPure XP beadsを15μlのPCR生成物と組み合わせて使用する。ピペットを用いて10回混合した後に、溶液を室温で5分間インキュベートした後、マグネットスタンド上に置く。2分のビーズの分離の後、ビーズを乱すことなく、清澄溶液を慎重に除去する。ビーズを200μlのエタノール(80%)で2回洗浄する。ビーズに連結(link)されたPCR生成物の溶出を25μlのH20を用いて行う。PCR生成物の精製溶液を新たなチューブに入れ、プレートをマグネットスタンド上に置いてPCR生成物およびビーズを分離する。
各試料についてライブラリーの濃度を決定するために、Kapa Biosystems qPCR Kit(KK4824、Cliniscience、Nanterre、France)を使用する。各反応について、混合液は、12μlのMastermix、0.4μlのROX染料、3.6μlのH20および4μlの鋳型(1/10000に希釈された標準物質またはライブラリー)から構成される。試料を、以下のサイクル:95℃で5分間の後、95℃で30秒および65℃で45℃の35サイクルを用いてABI PRISM 7900HT(High ROX)に投入し、データ収集の後に解離曲線を行った。標準物質は452bpのアンプリコンに対応している一方、バーコードを有するNPPのアンプリコンは115bpに対応する。比を適用して各ライブラリーの濃度を決定する。
4nMのプールされたライブラリーを生成するために各試料をプールする。このプールされたライブラリーから5μlを、新たに調製した0.2NのNaOHと混合し、2分間インキュベートした。溶液を短くボルテックスし、280gで1分間遠心分離し、990μlの予め冷却した(pre−chiller)HT1 buffer(Illumina NextSeq Reagent v2 kit、Illumina、Paris、France)と混合した。20pMの15% PhiX(PhiX control v3、Illumina、Paris、France)を調製した。260μlの20pMで調製した変性ライブラリーを39μlの20pMのPhiXと混合し、1001μlのHT1 BufferをIllumina NextSeq500 Mid Output V2 150 cycles kitにロードし、シークエンシングした。
データの再構築および解析をIllumina SequencerからのFASTQファイルを直接的に使用して行い、HTG Parser softwareにより処理した。
供給業者により推奨される方法を使用してデータを正規化する。この正規化は、70(供給業者により推奨される閾値)より低い全ての値をフィルター除去した後の配列の総数に基づく。正規化後、この閾値の75パーセンタイルを有する全てのmiRNAをノイズとみなし、除去した。
試料のシークエンシング
Norgen Serum/plasma extraction KitおよびRNA Clean−Up KitおよびConcentration Micro−Elute Kitを製造業者の説明書に従って使用して、1.5mlの血清から開始してリボ核酸(RNA)の抽出を行う。
RNA−seqデータ解析をPartek Flow(Partek Inc.、St Louis、MO、USA build 6)を使用して行う。Partek Flowのpre−alignment QA/QC moduleを使用してFASTQファイルのリードクオリティを可視化する。全てのリードを調べる。未加工FASTQファイルをクオリティスコア(Phredスコア)の関数として3’末端においてトリミングする。使用するパラメーターは、30の末端最小クオリティレベルおよび50の最小トリミングリード長である。非アライメントリードをホモサピエンスhg19ゲノムを使用してマッピングする。このマッピングは、ソフトウェアSTARのバージョン2.5.3[Dobin, A., Davis, C.A., Schlesinger, F., Drenkow, J., Zaleski, C., Jha, S., Batut, P., Chaisson, M., and Gingeras, T.R. (2013). STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinforma. Oxf. Engl. 29, 15-21]を使用して行う。デフォルトのパラメーターを使用する。Partek Flowのpost−alignment QC moduleを使用して、位置当たりの平均塩基クオリティスコアの他に、アライメント当たりのマッピングクオリティを可視化した。マッピングされたリードを、Partek Expectation/Maximization(E/M)アルゴリズム[Xing, Y., Yu, T., Wu, Y.N., Roy, M., Kim, J., and Lee, C. (2006). An expectation-maximization algorithm for probabilistic reconstructions of full-length isoforms from splice graphs. Nucleic Acids Res. 34, 3150-3160]を使用する定量化用の特許付与されたlncRNAアノテーションを有するGTFファイルを使用して定量化した。デフォルトのパラメーターを使用する。中央値が遺伝子間領域中のリード密度の中央値下にある転写物を解析の次の工程のために廃棄する。転写物数をCPM(100万当たりの数)により正規化した。1つの群の少なくとも半分の試料において高発現(CPM≧10)を示す転写物のみを考慮する。
差次的に発現されるlncRNAを決定するために、統計解析をウィルコクソン−マン−ホイットニーのパラメトリック検定を使用して行う。p値≦0.05を有するlncRNAを差次的に発現されると考える。2つの分類のための分類モデルを構築するために、一個抜き交差検証を用いるRのClassification for MicroArrays(CMA)パッケージ[Slawski M, Daumer M, Boulesteix AL. CMA: a comprehensive Bioconductor package for supervised classification with high dimensional data. BMC Bioinformatics 2008, 9:439]を使用した。この予測的モデリングのために使用されるアルゴリズムは、(a)ランダムフォレスト、(b)線形判別分析および(c)ナイーブベイズである[Breiman L. Random forests. Machine Learning, 45(1): 5-32, 2001]。
トータルRNA抽出
製造業者の説明書に従ってそれぞれPaxgene Blood RNA kit(Qiagen、France)およびSerum/Plasma mini kit(Norgen Biotek、Canada)を使用してトータルRNAを抽出した。
トータルRNAを以下の通りにmiRNAおよびlncRNAのcDNA合成のために使用した。miRNAについて、100ngのRNAを、1μlの10xポリ(A)ポリメラーゼ緩衝液、0.1mMのATP、1μMのユニバーサルmiRNA RT−プライマー、0.1mMの各デオキシヌクレオチド(dATP、dCTP、dGTPおよびdTTP)、100単位のMuLV逆転写酵素(New England Biolabs、USA)および1単位のポリ(A)ポリメラーゼ(New England Biolabs、USA)を含む10μlの最終容量中で逆転写し、42℃で1時間インキュベートした後、95℃で5分間酵素不活性化を行った。RT−プライマーの配列は、5’−CAGGTCCAGTTTTTTTTTTTTTTTVN(Vは、A、CおよびGであり、Nは、A、C、GおよびTである)であった。プライマーは、IDT(Integrated DNA Technologies、Belgium)から購入した。
lncRNAについて、lncRNAに対応する0.1X(100nM)の各プライマーペアと共にApplied Biosystems preamplification master mixを使用して前増幅反応物を調製した。16の前増幅サイクルを供給業者により公表されるように行った(50℃で2分、96℃で10分の後、95℃で15秒間および60℃で1分間の40サイクル)。miRNAの増幅のために、プライマーをmiRprimer tool(PMID:24472427)を使用して設計した。TE緩衝液中に1/20に希釈された1μlのcDNAまたは前増幅生成物(それぞれmiRNAおよびlncRNAについて)、5μlの2x Soadvanced SYBR green PCR master mix(Biorad、USA)および250nMの各プライマーを含む10μlの総容量で生物学的試料の定量PCRを行った。サイクリング条件は、95℃で5〜10分の後、95℃で10〜30秒および60℃で30〜60秒の40サイクルであった。融解曲線解析(60℃〜99℃)を熱的プロファイルの後に行って、増幅における特異性を確実にした。CFX maestro Software(Biorad,USA)を使用して5logスケールで実現された標準曲線に対して相対発現レベルを決定した。
目的のlncRNAおよびmiRNAをまた、Quantamatrix(South Korea)により開発されたFIMAP/QMAPプラットフォームを使用して定量化した。簡潔に述べれば、化学的に修飾されたqPCR用と同じ配列を有するプライマーを使用するPCRによりlncRNAおよびmiRNAを増幅した。フォワードプライマーは5’においてリン酸化されており、リバースプライマーは5’においてビオチン化されていた。マルチプレックスPCR反応を、以下の条件:94℃で30秒の後、94℃で30秒、60℃で1分および68℃で1分の25サイクル、その後68℃で5分間の最終の伸長を用いて2μlのmiRNAまたはlncRNA cDNA、250nMの各プライマーおよび10μlの2X One Taq Hot Start 2X master Mix(New England Biolabs、USA)を含有する20μlの反応液中でBiorad T100 thermocyclerにより行った。PCR生成物を次に25Uのラムダエキソヌクレアーゼを37℃で30分間用いて消化して、リン酸化された鎖を取り除き、ビオチン化されたもののみを保った。そのように消化した生成物を、目的のRNAに相補的なオリゴでコーティングされたコーディングシリカマイクロディスク(標的オリゴ当たり1コード)を使用してQMAPにより定量化した。簡潔に述べれば、ビオチン化されたPCR生成物を96ウェルプレート中でコーティングマイクロディスクとインキュベートし、ハイブリダイズした生成物を、洗浄工程後に蛍光ストレプトアビジンコンジュゲート、SAPE(Prozyme、Denmark)の添加により明らかにした。プレートをスポット当たり2つの画像を撮影するQMAPによりイメージングし、1つは蛍光を定量化するための暗い画像、1つはマイクロディスクコードを読むための白色光画像であった。各標的の相対発現を次に、関連付けられるマイクロディスクコードに従って蛍光シグナルを各標的に割り当てることによりQMAP softwareにより算出する。
miRbase v20に基づく2083のmiRNAのプロファイリングを軽度障害または中等度アルツハイマー病を患う患者および認知に問題のない健常対象からの血漿試料に対して行った。HTG EdgeSeq技術を用いて生成された結果の正規化後、試料当たり406のmiRNAの平均は正に同定された。同定されたこれらの406のmiRNAから、アルツハイマー病の予測値を有するmiRNAを同定するために統計解析を行った。
Claims (13)
- 認知障害を有するかまたは発症するリスクがある対象における(アルツハイマー病を含むがこれに限定されない)認知障害の診断のための方法であって、
(a)対象から生物学的試料を単離すること;
(b)ncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)シグネチャーにおける発現のレベルを検出すること、ここでncRNAシグネチャーは、前記対象からの生物学的試料中の表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)を含むかまたはからなる;
(c)試料中の発現のレベルを参照中の発現のレベルと比較する
ことを含み、
ここで、参照中のレベルと比較した試料中の発現のレベルの増加または減少が、認知障害を有するか、または認知障害を発症するリスクがある対象を同定する、方法。 - ncRNAシグネチャーが、
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含む、請求項1に記載の方法。 - 工程(b)においてncRNAの発現レベルが、(神経認知試験、神経イメージング方法および/またはCSFバイオマーカーなどの)認知障害の検出のために好適な別のバイオマーカーと組み合わせて検出される、請求項1または2に記載の方法。
- 工程(a)、(b)および(c)、ならびに
(d)同定された前記認知障害に従って治療処置を設計すること
を含む、認知機能の喪失もしくは障害または認知症を患う対象において認知障害の発症または進行をモニターするための、先行請求項のいずれかに記載の方法。 - 認知機能の進行性障害もしくは喪失または認知症を患う対象を処置する方法であって、
(a)請求項1〜3のいずれかに記載の方法を使用して前記患者における認知機能の進行性障害もしくは喪失または認知症に関連する認知障害を診断すること、および
(b)工程(a)において得られた結果に治療処置を適合させること
を含む、方法。 - 認知機能の進行性障害もしくは喪失または認知症を患う対象に治療戦略を適合させる方法であって、以下の工程:
(a)請求項1〜4のいずれかに記載の方法を使用して前記患者における認知機能の進行性障害もしくは喪失または認知症を診断またはモニターすること、および
(b)それに従って患者の治療戦略を改変すること
を含む、方法。 - 生物学的試料が、血液、血漿、血清、唾液、涙液、尿または脳脊髄液から選択される、先行請求項のいずれかに記載の方法。
- 認知障害または任意の認知症型が診断される(健常対照に対する差異)か、または特定の種類の認知症が、(アルツハイマー(AD)、AD型の軽度認知障害(MCI)、前頭側頭型認知症(FTD)およびFTD型のMCI、レビー小体を伴う認知症(DLB)およびDLB型のMCI、パーキンソン病型認知症(PDD)およびPDD型のMCI、血管性認知症、進行性核上麻痺(PSP)、および大脳皮質基底核変性症(CBD)を含むがこれらに限定されない)他の種類の認知症に対して診断される、先行請求項のいずれかに記載の方法。
- (ADを含むがこれに限定されない)認知障害を診断および/またはモニターするためのキットであって、表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)を含むかまたはからなるncRNA発現プロファイルの決定のための少なくとも1つの試薬を含む、キット。
- ncRNA発現プロファイルが、
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含む、請求項9に記載のキット。 - 少なくとも1つの試薬が、目的のncRNAに相補的な特定のオリゴヌクレオチドを含む、請求項9または10に記載のキット。
- 表1に列記される406のmiRNAおよび表5に列記される1008のlncRNAから選択される少なくとも1つのncRNA(miRNAおよび/またはlncRNA)に特異的な核酸を含む、次世代シークエンシング用の標的化シークエンシングパネル。
- 少なくとも1つのncRNAが、
(i) miR.99a.5p;
(ii) 7つのmiRNA:miR.99a.5p、miR.378d、miR.100.5p、miR.193b.3p、miR.34a.5p、miR.1306.5p、およびmiR.1229.3p;
(iii) 3つのmiRNA:miR1220.3p、miR378dおよびmiR99a.5p;
(iv) 11のmRNA:miR.99a.5p、miR.1229.3p、miR.100.5p、miR.378d、miR.193b.3p、miR.1306.5p、miR.195.5p、miR.532.3p、miR.125b.5p、miR.34a.5p、およびmiR.6880.5p;
(v) 15のmiRNA:miR.23a.5p、miR.6880.5p、miR.7111.5p、miR.6812.5p、miR.6738.5p、miR.5196.5p、miR.6894.5p、miR.8085、miR.4463、miR.2392、miR.144.3p、miR.192.5p、miR.193b.3p、miR.194.5p、およびmiR.122.5p;
(vi) 13のlncRNA:lnc−DLG5−1:1、lnc−EBLN1−1:4、lnc−FAT1−7:2、lnc−PRR5−5:1、lnc−RBKS−6:1、lnc−FOXD4L5−35:1、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAM133B−2:1、lnc−ZNF726−1:3、lnc−AP3M1−1:1、lnc−DUSP10−6:1、lnc−TPPP−1:2、およびLINC01206:20;
(vii) 7つのlncRNA:LINC02345:11、lnc−EBLN1−1:4、lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−FAT1−7:2、lnc−DKK1−5:3、およびlnc−TACSTD2−2:4;
(viii) 12のlnc RNA:lnc−TPPP−1:2、ARRDC3−AS1:7、lnc−TENM3−3:5、lnc−TENM3−3:4、lnc−QRFP−5:1、lnc−CRYBB1−1:1、lnc−MGST3−1:3、lnc−FAM49B−8:1、HAND2−AS1:70、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−CNDP1−7:1、およびlnc−C21orf58−1:2;
(ix) 3つのlncRNA:lnc−TENM3−3:3、lnc−MARCH4−2:7、およびlnc−LRRC1−5:2;
(x) 7つのlncRNA:lnc−TPPP−1:2、lnc−TENM3−3:3、lnc−TMEM185B−12:7、lnc−NAXD−6:5、lnc−HECA−6:1、lnc−COMMD6−10:1、およびMIR29B2CHG:46;
(xi) 18のlncRNA:lnc−TPPP−1:2、LINC02345:11、lnc−ZNF273−4:4、lnc−TACC2−8:6、LINC01206:20、lnc−C5orf67−3:1、HAND2−AS1:58、lnc−PRDM9−20:1、lnc−CLK1−1:7、lnc−DNALI1−5:4、RORB−AS1:6、lnc−TPPP−1:3、lnc−BMS1−2:1、lnc−ADRB1−4:1、lnc−XXYLT1−5:1、MIR99AHG:104、LINC01748:17、およびlnc−AKR1E2−15:1;
(xii) 表2に列記される28のmiRNA;
(xiii) 表3に列記される74のmiRNA;
(xiv) 表6に列記される33のlncRNA;
(xv) 表7に列記される60のlncRNA;
(xvi) 表8に列記される32のlncRNA;
(xvii) 表9に列記される84のlncRNA;および
(xviii) 表10に列記される94のlncRNA
からなる群から選択されるncRNAを含む、請求項12に記載のシークエンシングパネル。
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