DNA点击连接链式反应放大电化学传感的构建及超灵敏检测胶质瘤脑脊液IDH1突变的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21904019
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0402.电分析化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Glioma is the most common intracerebral malignant tumor, in which IDH1 gene mutation often occurs in early stage and has become a key therapy target. Currently, repeatedly invasive operations in the brain required to obtain tumor tissue for mutation analysis are of great risk, while liquid biopsy-based method via cerebrospinal fluid has the significant advantages of little injury, representative integrity, easy sampling and fast speed, so that dynamic monitoring the progression of glioma could be easily achieved. However, the detection of low abundance IDH1 mutation in cerebrospinal fluid is still a great challenge. Herein, this project, on the basis of our previously proposed strategy “a dsDNA-assembly electrochemical biosensor developed by probe lengthening through ligase chain reaction”, provides a new ultrasensitive electrochemical biosensor amplified by DNA clickable ligation chain reaction via combining click chemistry and DNA-templated organic synthesis. Specifically, this work focuses on the study of a mutant-DNA promoted non-enzymatic exponential amplification system using synergistic effect between hybridization kinetics and spatial distance requirement, and also the study of the construction of electrochemical biosensing interface, both of which is aimed to solve the poor reproducibility caused by use of enzymes and the high sensitivity requirement of low-abundance mutation detection. Importantly, this project would realize the monitoring of IDH1 mutation in cerebrospinal fluid by means of electrochemical sensing, with low cost, fast speed, high stability and sensitivity, to help clinician to make better treatment plans, and provide important research basis and scientific guidance for the detection of extremely low abundance point mutation and clinical precision medicine.
胶质瘤是最常见的颅内恶性肿瘤,IDH1基因突变是胶质瘤早期发生及治疗关键靶点。目前,临床反复的脑内有创性操作来获取肿瘤组织进行突变分析具有极大的风险。基于脑脊液的液体活检方法具有损伤小、代表全、易取样、快速等优点,可以反复、动态地监测胶质瘤的变化,然而,脑脊液中极低丰度的IDH1突变检测是一项极具挑战性的工作。本项目在前期发展的一种基于连接酶链式反应的探针加长式dsDNA组装型电化学传感器基础上,结合点击化学和DNA模板有机合成技术,利用杂交动力学和点击官能团空间要求两者的协同作用,研究无酶催化的突变DNA指数扩增体系和电化学传感界面的构建,解决使用生物酶造成的重现性差以及低丰度突变检测的高灵敏度要求,实现以电化学传感的方式低成本、快速、稳定、高灵敏的监测脑脊液中IDH1突变,帮助胶质瘤患者制定更好的治疗方案,为极低丰度核酸突变检测和临床精准医疗提供重要的研究基础和科学指导。

结项摘要

胶质瘤是最常见的颅内恶性肿瘤,IDH1基因突变是胶质瘤早期发生及治疗关键靶点。目前,临床反复的脑内有创性操作来获取肿瘤组织进行突变分析具有极大的风险。基于脑脊液的液体活检方法具有损伤小、代表全、易取样、快速等优点,可以反复、动态地监测胶质瘤的变化,然而,脑脊液中极低丰度的IDH1突变检测是一项极具挑战性的工作。本项目首先构建了基于点击化学介导连接链式反应的DNA电化学传感平台,实现了核酸靶标的超灵敏检测。为了进一步提高方法学特异性,我们提出了基于嵌合体DNA探针辅助连接链式反应和基于“邻近双摇摆策略”的连接反应分析,构建了多种新型DNA电化学传感策略,为痕量点突变的检测提供了新思路,同时也为实现临床IDH1突变基因检测奠定扎实的研究基础。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Mesenchymal Stem Cell Derived Exosomes as Nanodrug Carrier of Doxorubicin for Targeted Osteosarcoma Therapy via SDF1-CXCR4 Axis.
间充质干细胞衍生的外泌体作为阿霉素纳米药物载体,通过 SDF1-CXCR4 轴用于靶向骨肉瘤治疗
  • DOI:
    10.2147/ijn.s372851
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    International journal of nanomedicine
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
  • 通讯作者:
Multimodal Ochratoxin A-Aptasensor Using 3'-FAM-Enhanced Exonuclease I Tool and Magnetic Microbead Carrier
使用 3-FAM 增强型核酸外切酶 I 工具和磁性微珠载体的多模式赭曲霉毒素 A 适体传感器
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.1c05576
  • 发表时间:
    2022-07-29
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Chen, Jin-Yuan;Wei, Qing-Xia;Xu, Xiong-Wei
  • 通讯作者:
    Xu, Xiong-Wei
DNA Nanosieve-Based Regenerative Electrochemical Biosensor Utilizing Nucleic Acid Flexibility for Accurate Allele Typing in Clinical Samples
基于 DNA 纳米筛的再生电化学生物传感器利用核酸灵活性在临床样本中进行准确的等位基因分型
  • DOI:
    10.1021/acssensors.0c02720
  • 发表时间:
    2021-03-04
  • 期刊:
    ACS SENSORS
  • 影响因子:
    8.9
  • 作者:
    Chen, Jin-Yuan;Yang, Liang-Yong;Xu, Xiong-Wei
  • 通讯作者:
    Xu, Xiong-Wei
Ultrasensitive Detection of RNA with Single-Base Resolution by Coupling Electrochemical Sensing Strategy with Chimeric DNA Probe-Aided Ligase Chain Reaction
将电化学传感策略与嵌合 DNA 探针辅助连接酶链反应相结合,以单碱基分辨率超灵敏检测 RNA
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.0c03563
  • 发表时间:
    2021-01-19
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Zhong,Guang-Xian;Ye,Chen-Liu;Chen,Jin-Yuan
  • 通讯作者:
    Chen,Jin-Yuan
A pragmatic eLCR for an ultrasensitive detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus in joint synovial fluid: superior to qPCR
用于超灵敏检测关节滑液中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的实用 eLCR:优于 qPCR
  • DOI:
    10.1039/d1an00350j
  • 发表时间:
    2021-04-12
  • 期刊:
    ANALYST
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Chen, Jinyuan;Wei, Hongxiang;Zhong, Guangxian
  • 通讯作者:
    Zhong, Guangxian

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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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