纳米电化学技术检测胰腺癌新标志物-胰蛋白酶原基因及胰蛋白酶

The high mortality rate of pancreatic cancer is a bottleneck for further treatment with long-term efficacy. Thus, it is urgent to identify new methods to accurately predict the early onset of pancreatic cancer. Our previous studies have found that trypsinogen gene (PRSS1) mutations in the peripheral blood of patients with pancreatic cancer and it can can be used as the susceptible molecular marker in population screening. And abnormally high level of serum trypsin is closely related to early pancreatic cancer. Trypsin involved in pancreatic cancer invasion and metastasis through the degradation of extracellular matrix. It also serve as signal molecule to activate PAR-2 and stimulate pancreatic cancer cell proliferation and adhesion. So, the combined detection of PRSS1 gene mutations and trypsin is significant important to diagnosis of pancreatic cancer. On the basis of these studies, we will use mixed probe to build a multi-gene recognition interface to detect PRSS1 mutations. And it will combinate with nanoelectrochemistry sensing technology to detect multiple genes on the same interface molecular switch sensor. In addition, we establish the electrochemical immunosensor to detect serum trypsin. It look forward to assessment of the risk of pancreatic cancer through monitor serum trypsin on the basis of genetic susceptibility screening.

胰腺癌致死率极高，早期诊断水平直接影响患者的治疗效果及生存质量，而现有的标志物特异性和时效性差，且检测技术亟待提升。我们前期已经发现胰腺癌患者的外周血中存在胰蛋白酶原基因（PRSS1）突变-可以作为易感人群筛查的分子标志，而且血清胰蛋白酶的异常增高与早期胰腺癌密切相关。胰蛋白酶可通过降解细胞外基质参与胰腺癌的侵袭和转移过程，还可以作为信号分子激活PAR-2刺激胰腺癌细胞的增殖和黏附。因此PRSS1基因突变和胰蛋白酶联合检测对胰腺癌的早期诊断具有重要意义。本项目拟利用混合探针构建多基因识别界面，结合纳米电化学传感技术组装成同一界面同时检测多个基因位点的分子开关型传感器，用于检测PRSS1等胰腺癌易感基因，并利用抗原-抗体的特异性结合原理构建双抗体夹心型电化学免疫传感器检测血清胰蛋白酶，以期在基因易感性筛查的基础上同时监测血清胰蛋白酶等指标，及时、准确地评估高危人群罹患胰腺癌的风险。

胰腺癌致死率极高，早期诊断水平直接影响患者的治疗效果及生存质量，而现有的标志物特异性和时效性差，且检测技术亟待提升。胰蛋白酶可通过降解细胞外基质参与胰腺癌的侵袭和转移过程，还可以作为信号分子激活PAR-2刺激胰腺癌细胞的增殖和黏附。因此PRSS1基因突变和胰蛋白酶联合检测对胰腺癌的早期诊断具有重要意义。本项目利用特异性探针构建多基因识别界面用于检测PRSS1等胰腺癌易感基因，并利用抗原-抗体的特异性结合原理构建双抗体夹心型电化学免疫传感器检测血清胰蛋白酶。项目组共发表19篇高质量的学术论文，17篇为SCI收录，其中影响因子3以上6篇，最高影响因子6.451，申请人作为通讯作者发表SCI论文9篇。受邀在《Saudi Journal of Gastroenterology》发表胰腺疾病相关的综述，项目负责人指导的学生受邀赴台作学术交流。具体如下：1.构建阻抗型免疫传感器用于胰蛋白酶的检测：新型的免疫传感器以多壁碳纳米管修饰的金电极吸为工作电极。2.构建锁核酸探针传感器：以RuHex为信号分子定量检测k-ras突变，获得第二届中国分子诊断优秀壁报奖。3.构建了分子开关型的电化学DNA传感器用于检测胰蛋白酶原基因点突变。4.构建电化学传感器用于胰腺癌差异基因筛查。成功筛查到一个新的胰腺癌相关基因- leucine zipper protein 4。5.建立了免标记技术检测肿瘤坏死因子。6.构建了用于胰蛋白酶原基因的基因分型的传感器。7. 以聚硫堇-AuNPs为信号指示体系的电化学免疫传感器检测胰蛋白酶。8.阐明胰蛋白酶原基因基因型与临床表型关系。证明由PRSS1突变，导致胰蛋白酶原激活肽缺失引发自身免疫性胰腺炎。9.阐明高血清胰蛋白酶是新生儿败血症的新型标志物，并且和胰蛋白酶原基因启动子不同的基因型密切相关。10.基于E.coli DNA连接酶的生物传感器用于K-ras点突变的检测。11.证明胰蛋白酶基因突变造成胰蛋白抗胰蛋白酶失衡的理论。