新型microRNA芯片技术平台及其应用于肿瘤标志物筛选的研究

MicroRNAs (miRNAs) are a class of endogenous, key biological regulators and promising disease and tumor markers. The detection technologies of miRNAs hold great potentials in advancing fundamental research and early diagnostics in medicin. Currently, miRNAs in biological samples have to be labeled and purified before being applied to most high-throughput hybridization assays. These approaches are usually time-consuming, labor-intensive, and can not rule out the cross-hybridization of the co-existing miRNA precursors (pre-miRNAs). Here, we intend to adopt a new method that developed by ourselves, which is label-free, microarray-based high-throughput miRNA profiling, to solve these problems. This new method is expected to fill the blank of our native miRNA chip platform. Based on the stacking hybridization, we will design the special probes and a short fluorophore-linked oligonucleotide universal tag, prepare the probes array by ourselves, and carry out the project by analyze the miRNA expression profiling of blood and tissue which from several type of cancer patients such as lung cancer, liver cancer, endometrial cancer, breast cancer, esophageal cancer, etc. We hope to find some tumor-specific markers, and provide some reference for the early diagnosis and the treatment of cancer drug.

microRNAs(miRNAs)是生物体内源的一类重要的调节分子，而且是一类有潜质的疾病和肿瘤的生物标志物。miRNA检测技术的发展对于推动基础研究和医学上的早期诊断具有重要意义。当前大多数高通量的杂交检测方法都需要对待检样品的miRNA标记、纯化后才能应用于随后的杂交，这些方法通常耗时耗力，而且无法排除前体miRNA的干扰信号。本项目拟采用自主研发的一种新型的无需标记样品的miRNA芯片检测方法，解决现有技术存在的这些问题，这有望填补我国自主知识产权miRNA芯片平台的空白。项目的思路是基于堆积杂交作用的原理，设计特殊的探针和一段事先标记荧光的通用标签，自我点制芯片阵列，对常见的几种恶性肿瘤如肺癌、肝癌、子宫内膜癌、乳腺癌、食管癌等患者的血液、组织的miRNA表达谱进行检测分析，发现肿瘤特异的miRNA标志物，为肿瘤的早期诊断和药物治疗作用的靶标提供参考。

microRNAs(miRNAs)是生物体内源的一类重要调节分子，而且是一类有潜质的生物标志物，miRNAs检测技术的发展对于推动基础研究和医学早期诊断具有重要意义。当前大多数高通量检测技术都需要对待检样品进行标记、纯化后才能应用于后续的杂交实验，这些方法通常耗时耗力，而且无法排除前体miRNAs的干扰信号。.本课题立足于解决现有miRNAs表达谱检测技术存在的问题，研发了一种新型的检测技术—“基于堆积杂交的通用标签检测技术”（Stacking-Hybridized Universal Tag assay，SHUT assay），并从芯片的制备、点样、杂交条件以及后续的检测验证方面进行了一系列的探索研究和优化。这种新型miRNAs表达谱检测技术，可以区分只有一个碱基差别的同源miRNAs，也可以有效区分前体miRNAs与成熟体miRNAs；只需100纳克的总RNA样品，即可给出可信的miRNAs表达谱结果。该新型检测技术免除了对样品的标记过程，使得标记和杂交同时进行；同时，该技术可直接对总RNA进行检测而无需分离小RNA，无需对样品扩增，这些都大大简化了检测程序，降低了劳动强度，并且增加了结果的可靠性。.本课题将这种新型miRNAs表达谱技术应用于常见的几种恶性肿瘤（肺癌、肝癌、子宫内膜癌、乳腺癌、卵巢癌）患者的miRNAs表达谱分析，并选取了乳腺癌并发卵巢癌、乳腺癌并发子宫内膜癌的两类临床病例进行重点研究，结果发现了差异表达特别显著的microRNA，将这些microRNA联合用于上述两类临床病例的诊断，敏感度和特异性均较高。此外，为达到临床病人的无创无痛诊断，课题还探索了miRNA芯片技术检测尿液中差异表达miRNA的可行性。.该新型miRNAs表达谱检测技术，目前已经作为一种技术平台对外服务，有望发展为我国具有自主知识产权的miRNAs表达谱分析检测平台。