CRISPR-Cas系统在病原核酸检测中的研究进展

CRISPR-Cas系统作为原核生物获得性免疫系统,由簇状规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)和CRISPR相关蛋白(CRISPR-associated proteins,Cas)构成,因其识别和切割特定DNA或RNA序列,而成为分子诊断领域研究的热点。研究人员利用Cas蛋白(Cas12、Cas13、Cas14、Cas3等)结合信号放大和转化技术(荧光法、电位法、比色法、侧向流动技术等),开发了许多高灵敏度、高特异性、低成本的诊断平台,为病原核酸检测提供了新途径。本文介绍了CRISPR-Cas系统的生物学机制及分类,总结现有的基于Cas蛋白反式切割活性开发的病原核酸检测技术,描述其特点、功能和应用场景,并对该系统的未来应用前景进行展望,期望CRISPR-Cas系统成为包括核酸检测在内的多靶标的理想检测平台。

非酒精性脂肪性肝病患者血清IL-1RA、CTRP13和CK-18水平变化及其临床意义探讨

目的探讨非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者血清白细胞介素-1受体拮抗剂(IL-1RA)、补体C1q肿瘤坏死因子相关蛋白13(CTRP13)和细胞角蛋白18(CK-18)水平变化及其临床意义。方法2021年1月~2023年1月我院收治的67例NAFLD患者和55例健康体检者,经肝活检诊断肝脏脂肪变性分级,采用ELISA法检测血清IL-1RA、CTRP13和CK-18水平。应用多元Logistic回归分析危险因素。结果NAFLD组血清IL-1RA和CTRP13水平分别为(328.6±54.3)pg/ml和(2634.2±397.5)pg/ml,显著低于健康人组【分别为(673.1±125.4)pg/ml和(3425.7±423.8)pg/ml,P<0.05】,而血清CK-18水平为(15.2±3.1)ng/ml,显著高于健康人组【(3.9±0.7)ng/ml,P<0.05】;17例F3级肝脂肪变性患者血清IL-1RA和CTRP13水平分别为(256.3±47.6)pg/ml和(2056.3±308.4)pg/ml,显著低于29例F1级患者【分别为(388.3±59.4)pg/ml和(3071.5±409.3)pg/ml,P<0.05】或21例F2级患者【分别为(304.7±50.1)pg/ml和(2498.1±374.2)pg/ml,P<0.05】,而血清CK-18水平为(23.4±4.7)ng/ml,显著高于F1级患者【(8.1±1.3)ng/ml,P<0.05】或F2级患者【(18.5±2.9)ng/ml,P<0.05】;F3级肝脂肪变性患者肥胖、合并糖尿病、合并高脂血症、有代谢综合征家族史、血清IL-1RA≥256.5pg/ml、CTRP13≥2056.5pg/ml和CK-18≥21.6 ng/ml占比分别为70.6%、76.5%、88.2%、70.6%、35.3%、35.3%和70.6%,与50例F1/F2级的38.0%、42.0%、40.0%、30.0%、92.0%、80.0%和10.0%比,差异显著(P<0.05);多因素Logistic回归分析表明,肥胖【OR(95%)为2.0(1.1~3.6)】、合并糖尿病【OR(95%)为2.1(1.1~4.1)】、合并高脂血症【OR(95%)为1.6(1.0~2.6)】、IL-1RA【OR(95%)为0.5(0.3~0.9)】、CTRP13【OR(95%)为0.5(0.3~0.9)】和CK-18【OR(95%)为1.7(1.2~2.5)】为影响NAFLD患者肝脏脂肪变性程度的危险因素(P<0.05)。结论NAFLD患者血清IL-1RA、CTRP13和CK-18水平异常变化可能为评估肝脏脂肪变性程度提供一定的依据。

非稳定性训练对13~14岁青少年跆拳道运动员灵敏素质影响

构建青少年跆拳道运动员训练体系,是我国大众跆拳道项目发展的基础,是促进跆拳道项目发展和运动水平提高的重要渠道之一,青少年运动员是竞技跆拳道人才发展的重要后备人才。非稳定性训练作为近几年迅速在国内发展的体能训练方法,已在拳击、乒乓球、羽毛球等运动项目中应用,且体现出良好的训练效果。但有关非稳定性训练对青少年跆拳道运动员灵敏素质的研究较为薄弱。因此本文制定出发展青少年跆拳道运动员灵敏素质的具体内容,通过对初中青少年跆拳道俱乐部20名运动员施加12周的非稳定性训练和传统力量训练,选取相关测试指标来分析两种训练方式对跆拳道运动员灵敏素质的影响效果,为跆拳道以后的实践训练提供理论价值和实际参考。

非病毒CRISPR-Cas9递送系统在疾病治疗中的应用

目的分析、探讨CRISPR-Cas9体外和体内非病毒递送系统及其在疾病治疗中的应用。方法选取非病毒CRISPR-Cas9递送系统为本次分析对象,对比分析非病毒载体相较于病毒载体的优缺点;探讨现有非病毒递送系统,主要包括:脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、金纳米粒子、细胞穿透肽、丙烷甜菜碱诱导转导离子、黑磷和外泌体等在疾病治疗中的应用。结果通过对非病毒CRISPR-Cas9递送系统分析发现,基于非病毒载体介导的CRISPR RNP递送系统显示出了诸多优势,且具备低脱靶效应、低免疫原性以及较高安全性、递送效率、靶向性和稳定性等。结论非病毒CRISPR-Cas9递送系统的持续优化将加速CRISPR-Cas9技术在遗传病、癌症等疾病治疗中的临床转化与应用。

RNA编辑技术CRISPR-Cas13及其应用研究进展

CRISPR-Cas系统存在于细菌及古细菌中,作为基因编辑工具可以兼顾高效性和准确性。过去的十年,大部分研究都集中在CRISPR–Cas9系统及其在生物学领域的应用上,均以DNA为目标。 Cas13是靶向RNA的基因编辑工具,在RNA水平进行基因编辑,不会永久改变遗传信息,因此具有独特优势。文章中我们讨论了不同亚型的Cas13及其作用,并回顾其机制,分析了其局限性和未来可能的应用方向,将其与其他的RNA水平编辑工具进行了比较,还讨论了Cas13靶向circRNA,lncRNA进行编辑和在RNA水平的修饰。

靶向RNA的CRISPR-Cas13系统及其研究进展

CRISPR-Cas(clustered regularly interspaced short palindromic repeats-associated proteins)系统是细菌和古菌抵御外源核酸物质入侵的适应性免疫系统,发挥作用时经过3个阶段:适应阶段、表达阶段和干扰阶段.其中,靶向DNA的CRISPR-Cas9研究较为深入,在基因组编辑领域具有广泛应用.而靶向RNA的CRISPR-Cas技术仍处于初步研究阶段.CRISPR-Cas13系统(Cas13a-d)的发现为RNA编辑等领域提供了新思路.Cas13家族蛋白是RNA介导的具有RNase活性的效应蛋白,结构上有保守的HEPN结构域(higher eukaryotes and prokaryotes nucleotide-binding domain),能自我加工precursor crRNA和切割靶RNA.从Cas13家族蛋白的发现与基本功能、结构基础,以及在病毒核酸检测、RNA编辑、疾病治疗等方面的应用进行综述,旨在为CRISPR-Cas13系统的合理改造和应用奠定基础.

染色体微阵列技术检测父源性t(13;22)非平衡易位22q13缺失综合征一例及文献复习

目的从遗传学角度分析22q13缺失综合征病因。方法应用G显带的染色体核型分析技术及全基因组单核苷酸多态性微阵列分析技术(SNP-array)对一例22q13缺失综合征患儿进行遗传学检测,并对患儿父母进行外周血染色体核型分析,验证患儿染色体异常来源。以“t(13;22)”为检索词,在生物医学文献外文数据库(PubMed)、中国知网全文数据库(CNKI)、万方数据库、重庆维普学术期刊数据库进行检索,收集亲代遗传t(13;22)非平衡易位病例进行分析。结果该例患儿母亲染色体核型分析结果为46,XX,患儿父亲染色体核型分析结果为46,XY,t(13;22)(q31;q13.3),患儿SNP-array分析结果提示13号染色体长臂q31.1q34存在35.8 Mb片段重复,22号染色体长臂q13.3发生1.1 Mb片段缺失,染色体核型分析结果为46,XY,der(22)t(13;22)(q31;q13.3)pat。文献复习3例患者病例表现为智力低下、癫痫、面部畸形、房间隔缺损等,其中一例出生11 d死亡。结论患儿遗传父源性der(22)t(13;22)(q31;q13.3)片段,13号染色体存在35.8 Mb重复,为染色体异常,具有致病性;22号染色体存在1.1 Mb缺失,该变异片段包括已知的遗传综合征区域,即22q13缺失综合征。

孕早期及孕中期血清PP-13和ADMA对子痫前期孕妇分娩方式的预测价值

目的分析孕早期、孕中期血清半乳糖凝集素-13(PP-13)、非对称性二甲基精氨酸(ADMA)对子痫前期孕妇分娩方式的预测价值。方法回顾性收集2020年1月至2022年12月在该院产科分娩的120例孕妇的临床资料,其中子痫前期孕妇76例,按照子痫前期严重程度分为轻度组52例、重度组24例,另选取同期正常孕妇44例作为对照组,采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测PP-13和ADMA水平。比较3组研究对象PP-13、ADMA水平,比较不同分娩方式孕妇PP-13、ADMA水平,绘制受试者工作特征(ROC)曲线分析PP-13、ADMA预测子痫前期孕妇分娩方式的效能。结果孕早期及孕中期PP-13水平均为重度组<轻度组<对照组,且任意两组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05);而孕早期及孕中期ADMA水平均为重度组>轻度组>对照组,且任意两组间比较,差异有统计学意义(P<0.05)。剖宫产比例为重度组>轻度组>对照组,自然分娩比例及阴道助产比例为重度组<轻度组<对照组,且任意两组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。自然分娩孕妇孕早期、孕中期PP-13水平均高于其他分娩方式孕妇,ADMA水平均低于其他分娩方式孕妇,差异均有统计学意义(P<0.05)。ROC曲线分析显示,孕早期PP-13、孕早期ADMA、孕中期PP-13、孕中期ADMA预测子痫前期孕妇自然分娩的曲线下面积(AUC)分别为0.806、0.963、0.781、0.673。结论孕早期PP-13、孕早期ADMA、孕中期PP-13可能可以用于子痫前期孕妇分娩方式的预测。

基于CRISPR/Cas13a系统建立大口黑鲈弹状病毒检测方法

为了建立一种灵敏度高、特异性强并且适合现场诊断的大口黑鲈弹状病毒(Micropterus salmoides rhabdovirus,MSRV)检测方法,研究基于CRISPR-Cas13a系统并结合多酶恒温核酸快速扩增(MIRA)技术建立了一种MSRV的检测方法。实验对MSRV序列进行多重序列比对分析后,针对MSRV衣壳蛋白(CP)基因的特异性区域设计两个靶点,并通过体外转录成特异性的crRNA,同时设计合成MIRA引物序列实现目标序列的等温扩增,最后结合Cas13a蛋白、crRNA、恒温扩增体系构建检测体系,并从高效crRNA的选择、反应温度、ssRNA报告探针浓度和Cas13a与crRNA的浓度比四个方面优化了反应体系,并采用最优检测体系对大口黑鲈样本进行检测验证。结果显示,在20μL检测体系中加入200 nmol/L Cas13a、100 nmol/L crRNA1、100 nmol/L crRNA2及500 nmol/L ssRNA报告探针,在37℃的情况下能够获得最佳的检测效果。并且该检测体系可以检测到102 fM的MSRV病毒,具有良好的特异性和灵敏性,此外检测结果可直接通过紫外灯照射直接观察。研究基于CRISPR/Cas13a系统结合等温扩增MIRA技术建立的MSRV检测方法,可在室温下且不需要昂贵的仪器进行MSRV病毒检测,检测结果可以肉眼直接观察,能在多种场合下使用,研究结果为检测MSRV提供了有效方法。

基于CRISPR-Cas13家族的RNA编辑系统及其最新进展

存在于细菌和古菌中的获得性免疫系统CRISPR-Cas目前已被广泛应用到生物技术领域,尤其是靶向DNA的CRISPR-Cas9技术。然而CRISPR-Cas系统靶向RNA的技术还处于初步应用阶段。Ⅵ型CRISPR-Cas系统(CRISPR-Cas13)的发现,揭示了RNA引导的RNA靶向性。CRISPR-Cas13是目前CRISPR-Cas家族中唯一只靶向ssRNA的系统,为RNA靶向和RNA编辑奠定了基础。根据Cas13系统发育已证明将Ⅵ型CRISPR-Cas系统分为4种亚型(A-D)。主要对目前最新的靶向RNA技术的CRISPR-Cas13家族的分类以及防御机制进行了综述,介绍了CRISPR-Cas13技术的应用以及基于CRISPR-Cas13家族的RNA编辑系统的最新研究进展。最后,对目前CRISPR-Cas13 RNA编辑技术体系存在的问题进行了分析和对未来的发展进行展望。

PCR扩增技术联合CRISPR-Cas13a系统对MTB DNA检测方法的初步研究

目的建立一种聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)联合CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas13a识别靶基因核酸序列对结核分枝杆菌脱氧核糖核酸(Mycobacterium tuberculosis deoxyribonucleic acid,MTB DNA)进行检测的方法。方法将MTB保守序列IS6110片段插入pMDTM19-Tsimple Vector克隆载体,构建含待检测靶序列的模拟MTB质粒。同时针对待检测靶序列MTB保守序列IS6110设计可以检测MTB DNA的3条不同的特异性规律成簇间隔短回文重复序列RNA(CRISPR RNA,crRNA)探针(IS6110-1crRNA、IS6110-2crRNA、IS6110-3crRNA),引导CRISPR-Cas13a识别转录产物。将筛选出的特异性crRNA、不同待检测标本的PCR扩增转录产物、Cas13a、crRNA和Background RNA等按比例混合构建PCR-CRISPR反应体系。利用荧光定量PCR仪对含有MTB DNA不同稀释浓度的质粒模板、标准菌株H37Rv及6种非结核分枝杆菌进行检测。通过测定的相对荧光强度值分析检测的敏感度及特异度,最终建立基于MTB CRISPR-Cas13a系统的PCR-CRISPR检测方法。结果选择相对荧光强度值最大的IS6110-1crRNA[相对荧光强度值为197680.64(98364.94,304271.25)]作为后续MTB DNA检测的crRNA探针。PCR-CRISPR检测最低拷贝数为101拷贝/μl的质粒和100拷贝/μl的H37Rv扩增产物的相对荧光强度值[分别为38655.34(31975.51,45410.32)和17691.50(17612.36,17793.29)]明显高于阴性对照[29989.48(29435.72,30263.20)和13725.83(13652.43,13804.95)](Z=-6.713、-9.448;P值均<0.001),显示敏感度较好;阴性对照[37635.57(37168.74,38199.20)]和戈登分枝杆菌[39351.83(38903.70,39769.53)]、胞内分枝杆菌[39191.30(39018.51,39434.95)]、堪萨斯分枝杆菌[25172.20(24586.95,26046.45)]、脓肿分枝杆菌[37328.03(36959.01,37546.78)]、鸟分枝杆菌[37942.29(37455.63,38401.13)]、偶发分枝杆菌[29491.19(29148.63,30058.62)]等6种非结核分枝杆菌的相对荧光强度值均明显低于106拷贝/μl的MTB DNA质粒的相对荧光强度值[89204.07(66253.60,108819.13)](Z值均=-9.448,P值均<0.001),显示特异度良好。结论首次成功建立并验证了针对MTB的PCR-CRISPR检测技术,具有敏感度及特异度高、稳定性好、成本低等特点,有望进一步用于临床样本的检测。

基于CRISPR-Cas13的单增李斯特菌RNA快速检测方法的建立

为实现食品中单增李斯特菌污染的快速检测,本研究构建了一种基于CRISPR-Cas系统和Broccoli适配体的RNA均相检测技术。利用Cas 13与cr RNA锚定序列结合形成识别元件cr RNA-Cas13复合物,靶标RNA存在时可激活Cas 13的非特异性RNase活性,并利用点亮型RNA适配体Broccoli作为信号探针,监测cr RNA此-Cas13的活化状态。荧光值的变化与单增李斯特菌浓度存在线性关系,利用来检测单增李斯特菌。本研究所构建的检测可在30min内完成对于单增李斯特菌的的识别与检测,检出限为148CFU/m L,对细菌具有良好的检测特异性,可区分大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和蜡样芽孢杆菌。在牛奶模型中单增李斯特菌的加标回收率为95.15%~97.99%。该方法具有较好的灵敏度、特异性,可直接靶向检测致病菌RNA,无需逆转录、PCR扩增和核酸标记,简化了实验流程,对于实现食品中单增李斯特菌的现场检测及生物安全控制具有重要意义。

CRISPR-Cas13a抑制RNA病毒的多靶标基因编辑技术构建

CRISPR-Cas适应性免疫系统为细菌和古细菌免受外来核酸和噬菌体的侵害提供了保护。其中2类VI-A型CRISPR-Cas效应子Cas13a(之前称为C2c2),可受CRISPR RNA的引导,靶向切割与原始间隔区反向互补的单链RNA。本研究利用CRISPR-Lsh-Cas13a系统,多靶标编辑烟草花叶病毒(TMV)RdRP、MP和CP基因,以抑制病毒在寄主烟草体内的侵染与扩散,从而达到保护寄主的作用。该系统在瞬时表达测定中表现出对野生型TMV-U1和表达绿色荧光蛋白的TMV-30b的干扰以及对病毒累积和病毒病症状的抑制。靶向TMV RdRP基因的CRISPR RNA表现出比靶向MP和CP基因更好的编辑效能。经过适当设计的CRISPR-Lsh-Cas13a系统被赋予了广谱抗性,可以特异性编辑多种TMV菌株。研究表明,CRISPR-Cas13a系统可以用于针对RNA病毒的抑制干扰。

基于CRISPR-Cas13a技术的乙型肝炎病毒cccDNA检测方法临床应用评价

目的 评价基于CRISPR-Cas13a技术的乙型肝炎病毒(HBV)共价闭合环状DNA(cccDNA)检测方法的应用价值。方法 收集25例HBV感染患者和5例非HBV感染患者的肝组织标本,提取肝组织的总DNA,依次使用HindⅢ内切酶和质粒安全性ATP依赖DNA酶(PSAD)消化;设计HBV cccDNA的特异性引物,扩增消化后的产物;利用CRISPR/Cas13a技术建立CRISPR-HBV cccDNA检测方法,通过HBV cccDNA质粒和临床样本对该方法进行评价,并利用数字PCR和荧光定量PCR方法进行比较。结果 本研究建立的方法检测HBV cccDNA质粒的灵敏度为1 copies/μL,显著高于数字PCR(10 copies/μL,P<0.01)和荧光定量PCR(10^(3)copies/μL,P<0.01);建立的方法检测HBV cccDNA阳性样本的灵敏度为1 copies/μL,与数字PCR相同,高于荧光定量PCR(10 copies/μL,P<0.01);建立的方法对25例HBV感染的临床肝组织样本的检出阳性率为80%,均高于数字PCR(64%)和荧光定量PCR(48%)。结论 本研究建立的CRISPR-HBV cccDNA检测方法在乙肝患者肝组织标本HBV cccDNA检测中具有较高的灵敏度,为评价乙肝患者的临床治疗效果和监测停药复发等情况提供了有效帮助。

CRISPR-Cas13技术在疫病诊断与抗病毒领域的研究进展

CRISPR-Cas是细菌抵御噬菌体的免疫防御系统,由其介导的基因编辑技术发展迅速。当前,对双链DNA具有剪切作用的CRISPR-Cas9系统使用最为广泛,除此之外,多种新型CRISPR-Cas系统被相继发现,其中CRISPR-Cas13属于2类CRISPR系统中的Ⅵ型,与Cas9特异性切割DNA不同,该系统在gRNA引导下可特异性结合并切割RNA,并可对其进行编辑。本文聚焦CRISPR-Cas13基因编辑系统,对其起源、分类、作用原理及技术应用进行了综述,并展望了其在兽医疫病诊断与控制领域的潜在应用价值。

CRISPR-Cas9技术在非肿瘤性血液病中的应用

近来随着CRISPR-Cas9精确基因组编辑系统的出现,血液学疾病研究的方法学取得了革命性的进展。CRISPR-Cas9技术被证实可用于去除和纠正基因或突变,并在人类细胞中引入位点特异性治疗基因。因此,该系统介导的基因治疗已经成为遗传性血液疾病治疗的理想方法,并且有望在不久的将来通过纠正致病突变来缓解疾病相关症状。在人类使用CRISPR-Cas9介导的基因校正之前,必须确定具有高效率和特异性的适当的递送系统,同时须建立应用具有可控安全性的技术和道德准则。该文对CRISPR-Cas9技术在非肿瘤性血液学疾病中的应用现状、当前挑战和未来方向进行了综述和讨论。

新型冠状病毒非结构蛋白NSP13通过调控IκBα蛋白降解抑制NF-κB信号通路

目的研究新型冠状病毒非结构蛋白13(NSP13)调控NF-κB信号通路的作用机制。方法利用GV367-NSP13-FLAG慢病毒感染的方法制备高表达NSP13的A549细胞(A549-NSP13)和A549对照组,用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和ELISA检测NF-κB下游细胞因子白细胞介素6(IL-6)和趋化因子5(CCL-5)表达水平;Western印迹法检测NF-κB信号通路P65、磷酸化P65和NF-κB抑制因子α(IκBα)蛋白表达。放线菌酮10 mg·L^(-1)处理细胞0,15,30,45,90和120 min,Western印迹法检测IκBα蛋白半衰期。结果与A549对照组相比,A549-NSP13细胞检测到FLAG标签蛋白条带,且NSP13 mRNA表达显著上调(P<0.01),表明A549-NSP13细胞系构建成功。与A549对照组相比,A549-NSP13细胞IL-6 mRNA和蛋白表达水平(P<0.01)及CCL-5 mRNA和蛋白表达水平(P<0.05,P<0.01)均显著降低;磷酸化P65蛋白表达下降(P<0.01),而IκBα蛋白表达上调(P<0.01);且IκBα蛋白半衰期增加(P<0.01)。结论NSP13蛋白可通过抑制IκBα降解进而抑制NF-κB信号通路的活化并降低其下游IL-6和CCL-5等炎症相关分子产生和分泌。

中国地鼠26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基13的表达鉴定及生物信息学分析

目的鉴定26S蛋白酶体非ATP酶调节亚基13(PSMD13)在Ⅱ型糖尿病中国地鼠的表达及对其理化性质、信号肽、亚细胞定位、功能结构域等进行分析,为深入研究其功能提供理论依据。方法荧光定量PCR法检测PSMD13 mRNA在中国地鼠和糖尿病地鼠肝、骨骼肌、脂肪和小肠组织的表达;PSMD13氨基酸序列从NCBI网站下载,氨基酸同源性分析采用DNAman软件;PSMD13蛋白的理化性质分析采用Prot Param在线工具;PSMD13蛋白的亲疏水性、信号肽、亚细胞定位采用Prot Scale软件分析;PSMD13蛋白结构域、二级结构分别采用Conserved Domain数据库和SOPMA工具分析;PSMD13蛋白质的互作蛋白及功能网络采用STRING数据库分析。结果RT-qPCR结果显示PSMD13 mRNA在糖尿病地鼠脂肪组织中表达下降;PSMD13位于中国地鼠第3号染色体,含有13个外显子,相对分子质量为42942.48,含有378个氨基酸残基;PSMD13理论等电点为6.1,属酸性蛋白;其与小鼠、大鼠、果蝇、猩猩和人PSMD13的氨基酸序列同源性高达97.78%;PSMD13蛋白质无信号肽、无跨膜结构,主要位于细胞质中;PSMD13蛋白质羧基端含有一个PCI结构域,与PSMD7、PSMD8、PSMA3、PSMC1和USP14等相互作用,参与泛素依赖性蛋白质分解代谢过程。结论PSMD13在糖尿病中国地鼠脂肪组织中表达下降,该蛋白质在进化上高度保守,参与蛋白质的蛋白酶体降解途径,其表达下调可能参与糖尿病的发生发展。

PCR扩增技术联合CRISPR-Cas13a系统对MTB DNA检测方法的初步研究

目的建立一种聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)联合CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)-Cas13a识别靶基因核酸序列对结核分枝杆菌脱氧核糖核酸(Mycobacterium tuberculosis deoxyribonucleic acid,MTB DNA)进行检测的方法。方法将MTB保守序列IS6110片段插入pMD^(TM)19-Tsimple Vector克隆载体,构建含待检测靶序列的模拟MTB质粒。同时针对待检测靶序列MTB保守序列IS6110设计可以检测MTB DNA的3条不同的特异性规律成簇间隔短回文重复序列RNA(CRISPR RNA,crRNA)探针(IS6110-lcrRNA、IS6110-2crRNA、IS6110-3crRNA),引导CRISPR-Cas13a识别转录产物。将筛选出的特异性crRNA、不同待检测标本的PCR扩增转录产物、Cas13a、crRNA和Background RNA等按比例混合构建PCR-CRISPR反应体系。利用荧光定量PCR仪对含有MTB DNA不同稀释浓度的质粒模板、标准菌株H37Rv及6种非结核分枝杆菌进行检测。通过测定的相对荧光强度值分析检测的敏感度及特异度,最终建立基于MTB CRISPR-Cas13a系统的PCR-CRISPR检测方法。结果选择相对荧光强度值最大的IS6110-lcrRNA[相对荧光强度值为197680.64(98364.94,304271.25)]作为后续MTB DNA检测的crRNA探针。PCR-CRISPR检测最低拷贝数为10^(1)拷贝/μl的质粒和10^(0)拷贝/μl的H37Rv扩增产物的相对荧光强度值[分别为38655.34(31975.51,45410.32)和17691.50(17612.36,17793.29)]明显高于阴性对照[29989.48(29435.72,30263.20)和13725.83(13652.43,13804.95)](Z=-6.713、-9.448;P值均<0.001),显示敏感度较好;阴性对照[37635.57(37168.74,38199.20)]和戈登分枝杆菌[39351.83(38903.70,39769.53)]、胞内分枝杆菌[39191.30(39018.51,39434.95)]、堪萨斯分枝杆菌[25172.20(24586.95,26046.45)]、脓肿分枝杆菌[37328.03(36959.01,37546.78)]、鸟分枝杆菌[37942.29(37455.63,38401.13)]、偶发分枝杆菌[29491.19(29148.63,30058.62)]等6种非结核分枝杆菌的相对荧光强度值均明显低于10^(6)拷贝/μl的MTE DNA质粒的相对荧光强度值[89204.07(66253.60,108819.13)](Z值均9.448,P值均<0.001),显示特异度良好。结论首次成功建立并验证了针对MTB的PCR-CRISPR检测技术,具有敏感度及特异度高、稳定性好、成本低等特点,有望进一步用于临床样本的检测。

LncRNA LUCAT1靶向调控miR-937-5p/MMP13轴对非小细胞肺癌细胞增殖、迁移能力的影响

目的 探究长链非编码核糖核酸(LncRNA)肺癌相关转录物1(LUCAT1)靶向调控微小RNA-937-5p(miR-937-5p)/基质金属蛋白酶13(MMP-13)轴对非小细胞肺癌(NSCLC)细胞增殖、迁移的影响。方法 采用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)检测NSCLC组织和细胞中LUCAT1、miR-937-5p和MMP-13 mRNA相对表达水平。将A549细胞分为Control组、sh-NC组、sh-LUCAT1组、sh-LUCAT1+anti-miR-937-5P组、sh-LUCAT1+OE-MMP-13组。并进行相应转染处理后,qRT-PCR和蛋白印迹检测转染效率,CCK-8和BrdU检测细胞活力和增殖;Transwell检测细胞迁移。双荧光素酶用于验证LUCAT1、miR-937-5p和MMP-13之间关系。异种移植肿瘤实验用于证实LUCAT1对肿瘤生长的影响,分为sh-NC组和sh-LUCAT1组。结果 LUCAT1和MMP-13 mRNA在NSCLC组织和细胞系中高表达,而miR-937-5p表达下调(P<0.05)。敲低LUCAT1在体外抑制A549细胞增殖和迁移,并在体内抑制肿瘤生长(P<0.05)。miR-937-5p被预测并被鉴定为LUCAT1的直接靶标,MMP-13被预测并被鉴定为miR-937-5p的靶基因,LUCAT1可通过miR-937-5p调控MMP-13表达(P<0.05)。抑制miR-937-5p或过表达MMP-13可部分逆转敲低LUCAT1在体外对细胞增殖和迁移的抑制作用(P<0.05)。结论 敲低LUCAT1通过靶向miR-937-5p间接下调MMP-13表达,抑制NSCLC细胞增殖和迁移。