欢迎莅临南京沃博生物科技有限公司官方网站!

当前位置:主页 - 详细内容

深圳大学刘翼振副教授团队在《Biosensors and Bioelectronics》上发表CRISPR疾病诊断研究论文

具有致病性线粒体DNA (mtDNA)点突变的患者通常会出现致残性神经系统综合征,导致严重残疾和过早死亡[1]。至少有1/5000的人口受到mtDNA疾病的影响[2]。线粒体遗传疾病的单核苷酸多态性(SNP)通常存在异质性[3],即:野生型和突变型共存。突变异质率不同的个体表现出不一样的临床症状[1]。同质的mtDNA突变可以很容易地在血液中检测到。然而,对于异质突变,突变mtDNA的百分比水平因组织而异,并且在同一个体中也可能随时间而变化(例如,导致Leber遗传性视神经病变(LHON)的m.11778A>G)。因此SNP异质率的精确检测对线粒体遗传疾病的诊断至关重要。最近,基于CRISPR的分子诊断技术因其特异性强、灵敏度高、检测速度快等优点受到广泛关注[4, 5]。例如,巢式RPA和CRISPR/Cas12a辅助病毒鉴定的多重分析平台(MAPnavi)被用于快速(< 40分钟)诊断多种呼吸道病毒[6]。然而,这些单信号输出方法难以准确诊断mtDNA疾病的异质性水平,因为结果受到样本中模板总量的影响。与基因组SNP基因分型不同,mtDNA疾病的异质性水平诊断需要更准确的SNP丰度定量,这仍然是一个挑战。

化学与环境工程学院刘翼振副教授团队在生物传感器顶级期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表了题为“RatioCRISPR: A Ratiometric Biochip Based on CRISPR/Cas12a for Automated and Multiplexed Detection of Heteroplasmic SNPs in Mitochondrial DNA”的研究,2022级化学专业硕士研究生吴小龙为第一作者,陈勇副研究员和刘翼振副教授为共同通讯作者,深圳大学为唯一通讯单位。

Link:https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115676

该研究提出了一种自动化的CRISPR/Cas12a比例型生物芯片传感器(RatioCRISPR),用于准确量化线粒体疾病SNP的异质性水平:首先,从mtDNA疾病患者的血液样本中提取DNA。然后与RPA扩增试剂混合,从样品孔中加入到芯片。之后,芯片将按照预设程序自动运行(图1a)。而后,采用比率信号输出的方法,提高了稳定性,最大限度地减少了样品浓度对异质性水平检测的影响,使诊断结果只与模板中野生型和突变型的相对含量有关。最终RatioCRISPR实现了在25分钟内同时准确地检测8个样品,检出限(LOD)为15.7 aM。并成功检测了3种mtDNA点突变(m.3460G>A、m.11778G>A和m.14484T>C)的13个模拟样本,这些突变导致Leber遗传性视神经病变(LHON)[8],并设定了异质性阈值(60%)来评估疾病风险。这种自动化、精确的生物传感器在诊断多个SNP,特别是具有异质性的SNP具有广泛的应用,为遗传咨询、流行病学研究和多种异质SNP疾病提供了一个快速、经济、实时的临床诊断平台。

 

1 RatioCRISPR用于mtDNA疾病诊断的示意图

作者提出了一种通用的、自动化的RPA-CRISPR/Cas12a比率测定芯片(RatioCRISPR),用于mtDNA疾病的诊断。作者首次尝试在基于CRISPR/Cas的生物芯片中引入比值信号输出方法,实现SNP相对丰度的精确定量。该平台具有以下优点:1)建立比率型信号输出系统来量化异质性水平,使样品浓度的影响减小。2)集成式封闭芯片设计,避免气溶胶污染,实现多路自动化检测。这种先进、便捷的生物传感器具有通用性、自动化程度高、准确度高等特点,在诊断多个SNP,特别是具有异质性变异的SNP方面具有良好的实用性和市场应用前景。

RPA试剂盒及试纸条系列:

货号

产品

规格

JY0209

双靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型)

50T

JY0201

单靶标HybriDetect侧向层析试纸条(彩虹型)

50T

JY0307

Tiosbio® CRISPR单酶切及扩增产物检测试纸条

50T

JY0301

CRISPR Cas12/13 HybriDetect试纸条

50T

JY0308

Tiosbio® CRISPR双酶切检测试纸条(变色龙)

50T

WLB8201KIT

DNA恒温快速扩增试剂盒(基础型)

48T

WLE8202KIT

DNA恒温快速扩增试剂盒(荧光型)

48T

WLN8203KIT

DNA恒温快速扩增试剂盒(胶体金试纸条型)

48T

WLRB8204KIT

RNA恒温快速扩增试剂盒(基础型)

48T

WLRE8205KIT

RNA恒温快速扩增试剂盒(荧光型)

48T

WLRN8206KIT

RNA恒温快速扩增试剂盒(胶体金试纸条型)

48T

WLB5001

DNA恒温快速扩增试剂盒(液体基础型)

100T

WLN5002

DNA恒温快速扩增试剂盒(液体胶体金型)

100T

WLR5003

DNA恒温快速扩增试剂盒(液体荧光型)

100T

WLRB5001

RNA恒温快速扩增试剂盒(液体基础型)

100T

WLRN5002

RNA恒温快速扩增试剂盒(液体胶体金型)

100T

WLRE5003

RNA恒温快速扩增试剂盒(液体荧光型)

100T

 

Cas酶系列

货号

包装规格

中文名称

32108-01

100 pmoL

LbCas12a (Cpf1)

32108-03

1,000 pmoL

LbCas12a (Cpf1)

32117-01

100 pmoL

LwaCas13a (C2c2)

32117-03

1,000 pmoL

LwaCas13a (C2c2)

32118-01

100 pmoL

AapCas12b (C2c1)

32118-03

1,000 pmoL

AapCas12b (C2c1)

32119-01

100 pmoL

Un1Cas12f1 (Cas14a1)

32119-03

1,000 pmoL

Un1Cas12f1 (Cas14a1)

32104-01

100 pmoL

AsCas12a (Cpf1)

32104-03

1,000 pmoL

AsCas12a (Cpf1)

32116-01

100 pmoL

AacCas12b (C2c1)

32116-03

1,000 pmoL

AacCas12b (C2c1)

32106-01

100 pmoL

FnCas12a (Cpf1)

32106-03

1,000 pmoL

FnCas12a (Cpf1)

32110-01

100 pmoL

Lb5Cas12a (Cpf1)

32110-03

1,000 pmoL

Lb5Cas12a (Cpf1)

32101-01

100 pmoL

SpCas9

32101-03

1,000 pmoL

SpCas9

32102-01

100 pmoL

Sp-dCas9

32102-03

1,000 pmoL

Sp-dCas9

32120-01

100 pmoL

Sp-nCas9(H840A)

32120-03

1,000 pmoL

Sp-nCas9(H840A)