基于等温核酸扩增技术的microRNA检测新方法研究

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结直肠癌是全球范围内第三大最常被诊断出的恶性肿瘤,多数患者在初次诊断时已处于中晚期是该疾病死亡率高的重要原因。结直肠癌的早期准确诊断和规范化治疗是提高生存率的关键。Micro RNA是一类具有关键性生物调控作用的短链非编码小RNA分子,体内的异常表达与肿瘤的发生和发展密切相关。mi R-200家族参与了上皮-间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition,EMT)这一与肿瘤转移密切相关的过程,mi R-152的表达水平和肿瘤淋巴结转移(Tumor-Node-Metastasis,TNM)分期相关,可发展为前期诊断或预测结直肠癌患者术后生存时间的标志物。因此,开发高灵敏度、高选择性和具有较强抗基质干扰能力的mi RNA检测方法具有重要的意义。等温核酸扩增技术因其高效、稳定和恒温的特性已成为近年来mi RNA检测的主流技术。本文基于硫代自组装这一等温核酸扩增技术建立了分别以mi R-200a和mi R-152为研究对象的两种mi RNA检测新方法。首先,我们以miR-200a为研究对象,基于硫代自组装折叠启动核酸扩增的特点简化了检测体系,仅需一种探针即可在恒温条件下实现mi RNA的高效检测,为其它新方法的建立提供了更简便的思路。我们建立的基于硫代自组装策略的mi RNA检测新方法的检测下限为4 fmol,且该方法抗生物基质干扰能力强,无需多余的前处理操作,只需要将血清样本稀释至50%浓度即可达到检测目的。为了提高检测灵敏度,我们又将硫代自组装技术和环介导等温扩增(LoopMediated Isothermal Amplification,LAMP)技术联用,建立了逆转录-硫代修饰LAMP(Reverse Transcription-Phosphorothioated LAMP,RT-PS-LAMP)法用于mi RNA检测。该方法以mi R-152为研究对象,将LAMP扩增过程中产生的“哑铃”形扩增子合理拆分,设计了探针A和5’硫代修饰的探针B,将短链mi RNA的扩增转化为长链茎环结构DNA的扩增。LAMP技术和硫代自组装技术的联用使得扩增效率大大提高,同时,我们在体系中使用了具有序列特异性的一步链置换反应(One-Step Strand Displacement,OSD)荧光探针作为信号分子,减少了非特异性产物带来的背景干扰,从而提高了检测方法的灵敏度。RT-PS-LAMP的线性范围为50 fmol/L~3 nmol/L,检测下限为10 fmol/L。我们将该检测方法成功地用于人结直肠癌的癌症及癌旁组织中mi R-152的检测,这表明我们建立的RT-PS-LAMP法在课题研究和临床应用中具有很大的前景。
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