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乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一,早期筛查对降低死亡率至关重要。然而,现有的筛查方法如乳腺X光检查存在假阳性率高、成本昂贵等问题,亟需开发更高效、精准的检测技术。来自美国布朗大学生物与医学系的Claire Aibel、Adriana Coll De Peña及Anubhav Tripathi教授团队在 BioTech 期刊发表了一项创新研究,提出了一种优化的联合亚硫酸氢盐限制性分析 (CoBRA) 方法,结合微流控电泳技术,实现了乳腺癌相关基因RASSF1甲基化的快速、高灵敏度检测。
研究方法与结果
DNA甲基化是乳腺癌的重要表观遗传标志物,其中RASSF1基因的异常甲基化在乳腺癌患者中检出率高达48%–81%,而在健康人群中仅为6%,具有显著的诊断潜力。传统的甲基化检测方法如亚硫酸氢盐测序成本高、耗时长,而常规CoBRA技术需繁琐的纯化和浓缩步骤。
本研究通过以下创新优化了CoBRA技术:
引物设计:针对RASSF1基因第一外显子区域的CpG岛设计特异性引物,覆盖两个关键CGCG位点,提升检测灵敏度。
微流控电泳分析:采用LabChip平台实现高分辨率DNA片段分离,无需传统凝胶电泳的纯化和浓缩步骤,显著缩短检测时间。
流程简化:酶切时间缩短至15分钟,并利用峰值面积变化直接量化甲基化水平,平均误差仅4.3%。
同时通过以下实验验证了该方法的可靠性:
引物优化:对比多组引物后,筛选出可高效扩增甲基化与非甲基化DNA的引物组合。
浓度依赖性测试:在12.5–37.5 ng/μL的DNA输入范围内,系统均能稳定检测,最低检测限为9.1 ng/μL。
甲基化定量准确性:对100%、50%和0%甲基化样本的检测结果显示,酶切后峰值变化与预期高度一致。
总结
本文研究的技术不仅为乳腺癌筛查提供了一种低成本 (无需测序)、快速 (全程<3小时) 且高灵敏度的解决方案,还可拓展至其他与RASSF1甲基化相关的癌症 (如肺癌、前列腺癌) 筛查中。解决了传统甲基化检测的瓶颈问题,为表观遗传学在癌症早筛中的应用提供了重要工具。未来,团队计划通过临床样本进一步验证其应用潜力,并探索多基因联检以提升诊断特异性。
原文出自 BioTech 期刊:https://www.mdpi.com/2060612
期刊主页:https://www.mdpi.com/journal/biotech
BioTech 期刊介绍
主编:Massimo Negrini, University of Ferrara, Italy
期刊涵盖生物技术各个领域的实验和理论结果,包括生物制药;开发转基因植物、动物或水生生物,以解决农业食品的生产或质量问题,以及医学上的新方法;在环境部门的应用,旨在维持生物多样性和清除污染物;开发生物体或酶以生产有用化学品或销毁危险/污染化学品;生物信息学方法。
2023 Impact Factor:2.7
2023 CiteScore:3.7
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GMT+8, 2025-5-6 12:02
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