基于等温循环信号放大的多通路同时检测多种微RNA的分析方法

MiRNAs are a class of regulatory nucleic acids that exist in a wide range of living creatures. Since a number of human diseases, especially several types of tumors, are closely associated with the abnormal expression level of miRNAs, detection of the expression levels of miRNAs are largely demanded in the fields of life science as well as medical science. Thus, developing highly sensitive and selective assays for miRNA detection are quite significant for early disease diagnosis and human health. In this program, the assays will rely on DSN-based specific cleavage and isothermal signal amplification, engaging novel nanomaterials as well as various functional group-modified probes to produce multiple output signal; meanwhile, the assays will novelly introduce the HPLC/GC-MS detection techniques to produce high-dimension signals. Both of these two strategies are used to realize the simultaneously multiplex detection of miRNAs. Compared with the current existing miRNA assays that are generally used to detect one to two types of miRNAs at the same time, the assays in this program have large superiorities in detection efficiency and reliability. This kind of assays with simultaneously multiplex detection ability has a larger application prospect and may contribute to the medical treatment as well as human health.

微RNA是一种广泛存在于生物体中，并具有管理功能的核酸分子。微RNA表达量的异常与人类疾病尤其是肿瘤疾病密切相关，故微RNA表达水平检测在生命科学、医疗科学等领域具有很大需求性，建立具有高灵敏度、高选择性的微RNA的检测方法对早期医疗诊断和人类健康具有重要意义。本项目拟以DSN特异性剪切和等温循环信号放大为手段，结合制备的新型纳米材料、多种官能团修饰的探针来实现检出信号的多元化；同时通过创新性引入HPLC\GC-MS的检测手段来实现信号的多维化，进而以信号的多元化和多维化来实现多通道同时检测多种目标微RNA 。相比于已有的较为单一的微RNA检测方法，该微RNA分析方法的建立有利于提高微RNA分析检测的效率和可靠性，使其具有更广阔的实际应用前景，为社会医疗和人类健康作出一定贡献。

MiRNA是人类多种疾病的重要生物标志物。然而，一种疾病可能与几种miRNA相关联；而一种特定miRNA的异常表达可能与多种疾病有关。因此，仅分析单个miRNA不足以为癌症的早期诊断或监测治疗效果提供有效证据，开发同时检测多种miRNA的分析方法则尤为必要。本项目通过制备一系列性能优良的新型功能性纳米/微米材料，结合多种核酸信号放大策略的过程设计，采用多元化的信号检出手段，建立了一系列新型有效的miRNA分析方法。其中，我们借助长、短探针设计，结合DSN辅助目标物循环扩增策略，开发了一种高灵敏且可通过HPLC-荧光同时检测3个目标miRNA的测定方法。该方法具有较好的创新性：（1）解决了通过HPLC有效分离miRNA的挑战；（2）首次提出了在常规HPLC荧光平台上进行灵敏检测miRNA的方法（无需昂贵的MS/MS系统）；（3）在单次运行/测试中实现了多个miRNA检测。最后，该方法成功应用于同时检测宫颈癌患者血清样品中的miRNA-122、miRNA-155和miRNA-21，检测结果与qPCR相当，证明了该方法的实用性和有效性。从而圆满解决了该项目的关键科学问题，显著提升了miRNA分析检测方法的医疗诊断价值，使其具有更广阔的实际应用前景。 . 在完成既定研究目标的同时，我们还延伸了项目的部分研究内容，包括（1）基于色谱分离技术建立的生物分析方法的探索；（2）基于功能性纳米材料的开发及信号放大策略建立多种生物分析方法。这部分延伸为后续miRNA生物分析方法学的有效建立提供了更多可能。.