基于DNA步移机与超分支滚环扩增技术的电致化学发光方法检测Kras突变基因

个体化医学因能提供更有效和准确的药物、减少药物的副作用、降低治疗成本，在癌症诊断和治疗中具有重要的应用前景。检测与药物作用有关的基因有助于为个体癌症患者提供用药的科学依据。研究表明，具有野生型鼠类肉瘤病毒癌基因（Kras）的结肠直肠癌（CRC）患者可受益于抗表皮生长因子受体（EGFR）的治疗，然而一旦Kras基因发生突变，患者则不能从抗EGFR治疗中获益。因此，Kras基因的检测可以筛选出EGFR靶向治疗药物有效的结肠直肠癌患者，帮助医生选择对肿瘤病人最有效的治疗方法，实现肿瘤病人的个体化治疗。

福州大学食品安全与生物分析教育部重点实验室的林振宇研究员（点击查看介绍）课题组联合福州大学生物科学与工程学院翁祖铨教授（点击查看介绍）课题组构建了一个基于锁核酸（LNA）功能化的DNA步移机和超分支滚环扩增（HRCA）双重信号扩增技术的电化学发光（ECL）生物传感器，用于检测Kras突变基因。该传感器结合了LNA对单碱基突变的高识别能力及步移机和HRCA高扩增效率的优点，实现了Kras突变基因高选择性和高灵敏度的检测。

首先他们在磁珠上连接DNA基底链（SD）和步移链（DW）构建DNA步移机，SD与DW部分杂交并形成特殊位点，在切刻内切酶的作用下，剪切特殊位点并释放SD，同时DW与下一条SD杂交并剪切释放SD形成一个循环。为调控DNA步移，他们引入锁核酸修饰的探针（LMPP）对DW进行保护。锁核酸的特殊结构使其具有很好的识别单碱基突变的能力。当体系存在目标物Kras突变基因时，该基因能够与LMPP杂交并启动DNA步移机，释放大量的SD，再通过磁性分离，释放的SD被分离出来并作为HRCA的引物，触发扩增反应。HRCA产物包含大量长度不一的双链DNA，利用Ru(phen)₃²⁺能够嵌入双链DNA中并产生ECL信号的特性，实现对目标物的灵敏检测。

这一研究成果近期发表在Chemical Communications 上，同时被选为外封面文章，文章的第一作者是福州大学博士研究生张莹。

该论文作者为：Ying Zhang, Lixu Wang, Fang Luo, Bin Qiu, Longhua Guo, Zuquan Weng, Zhenyu Lin, Guonan Chen

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

An electrochemiluminescence biosensor for Kras mutations based on locked nucleic acid functionalized DNA walkers and hyperbranched rolling circle amplification

Chem. Commun., 2017, 53, 2910-2913, DOI: 10.1039/c7cc00009j

导师介绍

林振宇

http://www.x-mol.com/university/faculty/9537

翁祖铨

http://www.x-mol.com/university/faculty/41643