构建电化学DNA生物传感器用于生物标志物miR-21的检测
发布时间：2021-11-27 17:32
癌症严重威害人类健康和生命安全,肺癌因其恶性程度高且缺乏有效的治疗手段已成为全球癌症致死的主要原因。早期肺癌患者的五年生存率高达90%,但肺癌起病隐匿,绝大部分患者首次就诊时已处于肺癌晚期,而晚期肺癌患者的生存率低于10%。目前肺癌早期筛查尚无有效的技术手段,国际上普遍推荐使用低剂量螺旋CT用于肺癌筛查,但是其高假阳性和潜在放射损伤等问题在一定程度上限制其大规模应用。最近的研究表明microRNA的异常表达与肺癌的发生和进展具有高度相关性。因此对肺癌特异性肿瘤标志物microRNA进行的高灵敏定量检测为肺癌的早期诊断提供了新的潜在方向,具有广阔的临床应用前景。临床试验结果显示,microRNA检测对肺癌的阴性预测率达到99%以上,低剂量螺旋CT联合microRNA检测在肺癌早期的大规模筛查方面显示出极大的应用前景。多项研究表明,miR-21不仅可以用于肺癌的早期诊断,而且在辅助治疗和预后方面具有很大的潜力。microRNA的传统检测技术如Northern印迹分析、RT-PCR、微阵列芯片等存在灵敏度低,操作繁琐,样本需求量大等不足,限制了其在临床实际中的应用。近年来研究人员开发了许多新...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
NSCLC和SCLC不同病理分期患者的五年生存率
上海交通大学博士学位论文-5-和91%。目前临床上常用的肺癌肿瘤标志物主要包括癌胚抗原CEA、神经元特异性烯醇化酶NSE、CA125、Cyfra21-1等。CEA是一种广谱肿瘤标志物，在肺腺癌中显著高表达[24,25]，但不能作为特异性肿瘤标志物用于肺癌的单独检测。NSE在小细胞肺癌患者中高表达，可以作为小细胞肺癌的重要肿瘤标志物，特异性可高达97.9%[26]。CA125在正常人体中的含量很低，对腺癌诊断的特异度较高，但敏感度相对较低。Cyfra21-1对肺鳞癌诊断的敏感度可高达62%[27]，其浓度变化于肺癌的分期和预后有关。这些肿瘤标志物在早期诊断和预后等方面的敏感性和特异性尚不能满足临床肺癌早期筛查的需求。图1-2肿瘤标志物分类。Figure1-2Classificationoftumormarkers.随着检测技术的快速发展，microRNA、肺癌自身抗体、循环肿瘤细胞（circulatingtumorcell，CTC）、外泌体等生物标志物不断被发现。microRNA是一类内源基因编码的序列高度保守的小分子非编码单链RNA，在调控基因表达、细胞周期等方面起重要作用。大量研究结果表明，多种microRNA的异常表达与肺癌的发生转移有关[28-30]，可以用于肺癌的早期筛查。肺癌自身抗体是指在肿瘤发病早期，机体免疫系统识别肿瘤细胞中异常表达的蛋白而引起免疫反应产生的
上海交通大学博士学位论文-7-UTR）不完全互补或完全互补[36]，通过这种特异性结合从而抑制转录后基因表达[37],在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用，在功能上参与包括细胞增殖、分化、生长控制、凋亡甚至是癌变及癌症的进展等多种细胞过程[36,38,39]。到目前为止，已经发现了超过2000种人类miRNA[40]。据推测，microRNA调节着人类大约三分之一的基因表达[37]。如图1-3所示，microRNA始于长度大约为300~1000个碱基的pri-miRNA（PrimarymiRNA）转录本；pri-miRNA在核内被核糖核酸酶Drosha加工处理而最终成为pre-miRNA（PrecursormiRNA）即microRNA前体，长度大约为70~90个碱基，特征是具有茎环结构；之后pre-miRNA被核输出蛋白Exportin-5转运入胞质，再经过第二个核糖核酸酶Dicer酶切后，成为长约20~24个碱基的成熟microRNA[41,42]。这个阶段的microRNA可以结合RISC（RNA-InducedSilencingComplex）并与靶标mRNA互补并列。microRNA和靶序列的互补程度决定了其翻译水平被部分抑制或者完全断裂，植物体中以完全断裂为主，而哺乳动物中则主要通过部分抑制翻译水平。图1-3miRNA的生物起源示意图。Figure1-3SchematicdiagramofthebiologicaloriginofmiRNA.
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物标记物应用于肺癌早期诊断和筛查研究进展[J]. 张世佳,赵静,任胜祥,周彩存. 中华健康管理学杂志. 2017 (04)
[2]基于DNA纳米结构的传感界面调控及生物检测应用[J]. 叶德楷,左小磊,樊春海. 化学进展. 2017(01)
[3]基于G-四联体的聚多肽-DNA水凝胶响应性研究[J]. 邵昱,李闯,周旭,陈平,杨忠强,李志波,刘冬生. 化学学报. 2015(08)
[4]MicroRNAs in lung cancer[J]. Pooja Joshi,Justin Middleton,Young-Jun Jeon,Michela Garofalo. World Journal of Methodology. 2014(02)
本文编号：3522750
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
NSCLC和SCLC不同病理分期患者的五年生存率
上海交通大学博士学位论文-5-和91%。目前临床上常用的肺癌肿瘤标志物主要包括癌胚抗原CEA、神经元特异性烯醇化酶NSE、CA125、Cyfra21-1等。CEA是一种广谱肿瘤标志物，在肺腺癌中显著高表达[24,25]，但不能作为特异性肿瘤标志物用于肺癌的单独检测。NSE在小细胞肺癌患者中高表达，可以作为小细胞肺癌的重要肿瘤标志物，特异性可高达97.9%[26]。CA125在正常人体中的含量很低，对腺癌诊断的特异度较高，但敏感度相对较低。Cyfra21-1对肺鳞癌诊断的敏感度可高达62%[27]，其浓度变化于肺癌的分期和预后有关。这些肿瘤标志物在早期诊断和预后等方面的敏感性和特异性尚不能满足临床肺癌早期筛查的需求。图1-2肿瘤标志物分类。Figure1-2Classificationoftumormarkers.随着检测技术的快速发展，microRNA、肺癌自身抗体、循环肿瘤细胞（circulatingtumorcell，CTC）、外泌体等生物标志物不断被发现。microRNA是一类内源基因编码的序列高度保守的小分子非编码单链RNA，在调控基因表达、细胞周期等方面起重要作用。大量研究结果表明，多种microRNA的异常表达与肺癌的发生转移有关[28-30]，可以用于肺癌的早期筛查。肺癌自身抗体是指在肿瘤发病早期，机体免疫系统识别肿瘤细胞中异常表达的蛋白而引起免疫反应产生的
上海交通大学博士学位论文-7-UTR）不完全互补或完全互补[36]，通过这种特异性结合从而抑制转录后基因表达[37],在调控基因表达、细胞周期、生物体发育时序等方面起重要作用，在功能上参与包括细胞增殖、分化、生长控制、凋亡甚至是癌变及癌症的进展等多种细胞过程[36,38,39]。到目前为止，已经发现了超过2000种人类miRNA[40]。据推测，microRNA调节着人类大约三分之一的基因表达[37]。如图1-3所示，microRNA始于长度大约为300~1000个碱基的pri-miRNA（PrimarymiRNA）转录本；pri-miRNA在核内被核糖核酸酶Drosha加工处理而最终成为pre-miRNA（PrecursormiRNA）即microRNA前体，长度大约为70~90个碱基，特征是具有茎环结构；之后pre-miRNA被核输出蛋白Exportin-5转运入胞质，再经过第二个核糖核酸酶Dicer酶切后，成为长约20~24个碱基的成熟microRNA[41,42]。这个阶段的microRNA可以结合RISC（RNA-InducedSilencingComplex）并与靶标mRNA互补并列。microRNA和靶序列的互补程度决定了其翻译水平被部分抑制或者完全断裂，植物体中以完全断裂为主，而哺乳动物中则主要通过部分抑制翻译水平。图1-3miRNA的生物起源示意图。Figure1-3SchematicdiagramofthebiologicaloriginofmiRNA.
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物标记物应用于肺癌早期诊断和筛查研究进展[J]. 张世佳,赵静,任胜祥,周彩存. 中华健康管理学杂志. 2017 (04)
[2]基于DNA纳米结构的传感界面调控及生物检测应用[J]. 叶德楷,左小磊,樊春海. 化学进展. 2017(01)
[3]基于G-四联体的聚多肽-DNA水凝胶响应性研究[J]. 邵昱,李闯,周旭,陈平,杨忠强,李志波,刘冬生. 化学学报. 2015(08)
[4]MicroRNAs in lung cancer[J]. Pooja Joshi,Justin Middleton,Young-Jun Jeon,Michela Garofalo. World Journal of Methodology. 2014(02)
本文编号：3522750
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