MicroRNA的超灵敏检测研究进展.pdf

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1、Vol．38高等学校化学学报No．12017年1月CHEMICALJOUＲNALOFCHINESEUNIVEＲSITIES1～11［综合评述］doi:10．7503/cjcu20160587MicroＲNA的超灵敏检测研究进展王子月，刘萌，张春阳(山东师范大学化学化工与材料科学学院，济南250014)摘要综述了最新发展的MicroＲNA(miＲNA)分析方法，包括比色、荧光、化学发光、表面增强拉曼、单分子检测和电化学分析，并对miＲNA检测的发展方向做了展望．关键词MicroＲNA;超灵敏检测;扩增;分析

2、方法中图分类号O655文献标志码AMicroＲNA(miＲNA)是一类长约为22个核苷酸(nt)的内源性非编码小分子单链ＲNA，普遍存在于［1］［2］真核细胞中．miＲNA由长约70nt具有茎环结构的microＲNA前体经核酸酶Dicer剪切产生．在细［3，4］胞增殖、分化和肿瘤发生时，通过ＲNA诱导沉默复合物(ＲISC)的协调作用，miＲNA可以与mＲNA［5］的3'端非编码区相互作用以降低靶mＲNA的稳定性或抑制蛋白质翻译，从而调控靶基因的表达．自［6］Lee等在1993年首次从线虫中发现了真正意义上

3、的miＲNA—lin-4以来，研究者已经确定了人类基因组中超过450种的microＲNA．miＲNA可以控制超过50%人类编码基因的活性，在生物发育、细胞分［7～10］化、凋亡、增殖和免疫等生物过程中发挥着至关重要的调控作用．miＲNA在人体组织和血液中的［11～15］异常表达与癌症的发生、发展和治疗反应密切相关．miＲNA可作为癌症诊断和预测的生物标记［16，17］物，也可作为新药物的潜在作用靶点．因此，miＲNA的超灵敏检测有助于临床早期诊断与抗癌药物的研发．然而，由于miＲNA片段小、在细胞中表达量

4、低和序列同源性高，致使miＲNA的超灵敏检测［18］面临许多挑战．［19～21］［22～25］传统的miＲNA分析方法包括Northern印迹杂交法、微阵列分析法和实时定量聚合酶链［5，16，26，27］式反应(qＲT-PCＲ)等，这些方法准确度高、应用广泛，但也存在一些不足．Northern印迹杂交法耗时费力、灵敏度低、样品需求量大，且不能用于低丰度miＲNA的测定．微阵列分析方法可用于发［28］［22］现新的miＲNA，并且可实现miＲNA的多重检测，但其灵敏度较低、特异性较差、动态范围较窄、［29］

5、［30，31］芯片制作和检测费用高且重复性差．qＲT-PCＲ操作简单、灵敏度高，但miＲNA序列较短限制［32］［33］了其逆转录环节，且qＲT-PCＲ通常需要复杂的引物设计和精确的温度控制．另外，PCＲ过程中［34］非特异性扩增也容易导致假阳性．近年来，发展了许多新的miＲNA分析方法，显著提高了检测灵敏度．这些方法引入了生物发［35～37］［38～40］［41］［42］［43，44］［45］光、酶分析、分子信标、深度测序以及基于锁核酸和桥连链式反应，但依然［35，36］存在一些无法避免的缺陷．生物发光

6、法使用生物发光蛋白Ｒenilla荧光素酶作为标记物，操作简［39］单，但其分析原理基于发光信号的减弱．酶分析法具有信号放大效果好的优点，但特异性和灵敏度［42］相对较低．深度测序可用于快速定量分析miＲNA的绝对水平，但是检测成本较高．基于锁核酸和桥［43］［45］连链式反应的分析方法需要固定/分离步骤和设计复杂的DNA探针，限制了其应用．由于miＲNA长度短且丰度低，需要引入信号放大来提高miＲNA检测的灵敏度．研究者先后将杂交链式反应(Hybridizationchainreaction，HCＲ)、滚

7、环扩增(Ｒollingcircleamplification，ＲCA)及链置换［46～49］［41，50～52］扩增(Stranddisplacementamplification，SDA)等扩增反应与比色分析、荧光、化学发收稿日期:2016-08-18．网络出版日期:2016-12-09．基金项目:国家杰出青年科学基金(批准号:21325523)和科技部重点领域创新团队项目(批准号:2015ＲA4024)资助．联系人简介:张春阳，男，博士，教授，博士生导师，主要从事单分子检测和生化分析研究．E-mail

8、:cyzhang@sdnu．edu．cn2高等学校化学学报Vol．38［53～56］［57～60］［61～63］［64～66］光、表面增强拉曼、单分子检测和电化学分析结合起来，实现了miＲNA的超灵敏检测．本文结合本课题组的工作对近年来miＲNA检测方法的进展进行了较为全面的评述．1miＲNA检测方法1．1比色法比色法可依据颜色变化对miＲNA进行定量分析，具有操作简单、结果直观、成本低以及灵敏度高［67］［68］等优点．近来