纳米孔技术从患者血液中检测癌症生物标志物

迫切需要癌症早期诊断的方法。液体活检，即血液等非固体生物组织的取样，作为一种快速、无创的癌症诊断方法越来越受到人们的关注。与需要手术和全身麻醉的传统活检不同，液体血液活检只需要血液，对患者的伤害最小。取样后，对血液进行筛查，以寻找表明癌组织存在的特定标记。

microRNA(miRNA)的特定模式与不同类型的癌症相关，可用于通过液体活检高精度诊断癌症。然而，血液样本中miRNA浓度较低，使得其检测具有挑战性。

现在，研究人员开发了一种使用基于纳米孔的DNA计算技术检测miRNA表达模式的方法。

该研究结果发表在JACSAu杂志上，论文题为“在亚飞摩尔浓度下使用纳米孔解码对体液中microRNA表达进行模式识别”。”

东京农工大学(TUAT)教授RyujiKawano博士表示：“DNA计算利用信息编码DNA分子的生化反应来解决基于形式逻辑的问题，就像普通计算机一样。”“在这种情况下，一种诊断DNA分子被设计为能够结合与胆管癌相关的五种不同的miRNA。在结合miRNA分子的过程中，诊断DNA将miRNA的表达模式转化为核酸结构形式包含的信息。”

具体来说，该团队的系统针对胆管癌(BDC)中过度表达的五种miRNA的模式识别。来自BDC的miRNA信息被编码在诊断DNA(dgDNA)中，并通过纳米孔分析进行电解码。

在这种方法中，DNA通过纳米大小的孔或“孔”。当分子穿过孔隙时，它将阻碍电流通过孔隙。然后可以测量通过孔的电流的这些扰动并用于推断通过的分子的特性。对于诊断DNA，结合的miRNA将从DNA中“解压缩”，导致特征幅度和持续时间的电流抑制。

通过对miRNA模式的解压缩数据进行统计分析，科学家们甚至能够从miRNA浓度极低的临床样本中识别癌症特异性表达模式。

更具体地说，他们成功地对BDC患者血浆中的miRNA表达模式进行无标记检测。dgDNA-miRNA复合物可以在亚飞摩尔浓度下检测到，与之前报道的类似分析平台的检测限(~10-12M)相比，这是一个显着的改进。

这种方法，即dgDNA编码信息的纳米孔解码，代表了一种有前景的简单早期癌症诊断工具。

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