基于亲子细胞系和凋亡机制的无创产前检测游离DNA参考物质的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81871721
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2605.分子生物学检验
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Non-invasive prenatal testing via cell-free DNA (cfDNA) in the plasma of pregnant mothers is particularly valuable in clinical practices. Reference materials (RMs) are required to ensure accurate results. However, since it is not feasible to obtain enough clinical samples from the plasma of pregnant women with specific genetic diseases, simulated samples are now being considered to be alternatives. Ideal cfDNA reference materials are required to represent the features of nucleosomal DNA and positioning of maternal and fetal cfDNA generated by apoptosis and maternal–fetal genetic relations. No RMs with the two characters are reported. In the previous study, we have creatively prepared cfDNA RMs for somatic mutation detection in cancer by micrococcal nuclease (MNase) digestion. This study aims to establish good-quality RMs that biologically and genetically resemble authentic cfDNA in pregnant mothers for the detection of fetal aneuploidy and single gene disorders with cfDNA, based on parent-child cell lines and apoptosis-associated enzymatic digestion with MNase, Exonulease III (ExoIII) and DNA fragmentation factor 40 (DFF 40), by means of CRISPR/Cas9 technology, digital PCR and next-generation sequencing (NGS). Our study will establish a new platform for preparation of cfDNA reference materials for noninvasive genetic tests, which are believed to greatly promote the standardizations of non-invasive prenatal testing in clinical practices.
孕妇外周血游离DNA(cfDNA)无创产前检测展示了广阔的临床应用价值,要保证检测的准确性,必须有可靠的参考物质,但源于孕妇血浆具有特定遗传异常的临床样本不可能大量获得,因此主要通过模拟样本来建立。理想的参考物质,母体和胎儿cfDNA应具有凋亡产生的核小体单体为主的片段分布特征和遗传关系,目前未见满足上述特征的参考物质报道。在前期研究中,我们创造性地采用微球菌核酸酶(MNase)建立了肿瘤cfDNA参考物质。本研究拟在现有基础上,使用亲子细胞系和基于凋亡机制的MNase/核酸外切酶III (ExoIII)/ DNA片段化因子40 (DFF40)消化,采用CRISPR/Cas9、数字PCR和高通量测序等技术,建立最接近真实样本生物和遗传特征的染色体非整倍体和单基因遗传病无创产前检测cfDNA参考物质。本研究将为无创产前检测参考物质的研制提供新的技术平台,并推动无创产前检测的标准化。

结项摘要

孕妇外周血游离DNA(cfDNA)无创产前检测展示了广阔的临床应用价值,要保证检测的准确性,必须有可靠的参考物质,但源于孕妇血浆具有特定遗传异常的临床样本不可能大量获得,因此主要通过模拟样本来建立。理想的参考物质,母体和胎儿cfDNA应具有凋亡产生的核小体单体为主的片段分布特征和遗传关系。采用DNA片段化因子(DNA fragmentation factor, DFF)和MNase分别模拟母体和胎儿游离DNA片段,建立了基于亲子细胞系的最大程度接近真实临床样本的无创产前参考物质。通过对模拟样本与真实样本进行深度测序,比较二核苷酸组成分布、核小体保护序列长度鉴定及转录起始位点(transcription start site, TSS)区域核小体占有率等,证实模拟样本与真实样本具有一致的核小体定位模式及cfDNA片段化特征,并具有方法广泛适用性。研究成果“一种应用于无创产前检测的参考物质及其制备方法”已申请国际PCT专利,进入美国国家专利受理阶段;发表在临床检验排名第一的Clinical Chemistry杂志,同期刊登由阿姆斯特丹自由大学医学中心Erik A. Sistermans教授发表Editorials,认为“该研究是未来无创产前检测和诊断非常重要的一个进步”。本团队通过原材料制备、流程体系建立、性能评价标准等三个方面的研究,现已形成NIPT参考物质产品,应用于我国无创产前检测室间质量评价,并完成技术成果转化。本研究解决了无创产前检测试剂方法建立、性能确认、临床实验室检测质量控制参考物质来源问题,对促进无创产前实验室标准化具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Utilizing CRISPR/Cas9 technology to prepare lymphoblastoid cell lines harboring genetic mutations for generating quality control materials in genetic testing
利用CRISPR/Cas9技术制备携带基因突变的类淋巴母细胞系,用于生成基因检测质控材料
  • DOI:
    10.1002/jcla.23256
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Clinical Laboratory Analysis
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Zhou Li;Li Rui;Zhang Runling;Peng Rongxue;Chen Kun;Gao Peng;Zhang Jiawei;Zhang Rui;Li Jinming
  • 通讯作者:
    Li Jinming
Non-invasive prenatal screening for foetal trisomy: An assessment of reliability and reporting
胎儿三体性无创产前筛查:可靠性评估和报告
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Clinical Biochemistry
  • 影响因子:
    2.8
  • 作者:
    Jiping Shi;Ping Tan;Dongsheng Han;Runling Zhang;Jinming Li;Rui Zhang
  • 通讯作者:
    Rui Zhang
Generation of Highly Biomimetic Quality Control Materials for Noninvasive Prenatal Testing Based on Enzymatic Digestion of Matched Mother-Child Cell Lines
基于匹配母子细胞系的酶消化,生成用于无创产前检测的高度仿生质量控制材料
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Clinical Chemistry
  • 影响因子:
    9.3
  • 作者:
    Rui Zhang;Jiansheng Ding;Peng Gao;Ziyang Li;Ping Tan;Jinming Li
  • 通讯作者:
    Jinming Li
Size profile of cell-free DNA: A beacon guiding the practice and innovation of clinical testing
游离DNA的大小概况:指导临床检测实践和创新的灯塔
  • DOI:
    10.7150/thno.42565
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Shi J;Zhang R;Li J;Zhang R
  • 通讯作者:
    Zhang R
Novel perspectives in fetal biomarker implementation for the noninvasive prenatal testing
无创产前检测胎儿生物标志物实施的新视角
  • DOI:
    10.1080/10408363.2019.1631749
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Crit Rev Clin Lab Sci
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shi J;Zhang R;Li J;Zhang R
  • 通讯作者:
    Zhang R

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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肿瘤基因突变高通量测序检测游离DNA参考物质的研究
  • 批准号:
    81601848
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    2016
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    18.0 万元
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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