[发明专利]由miRNA-211和H2

说明书

本发明公开了由miRNA‑211和H₂S协同触发的3D DNA网络结构及其制备方法和应用，3D DNA network结构包括DNA‑立方体框架、Ag NPs和由miRNA‑211作为引发链形成的长双链DNA轨道；其中，Ag NPs嵌入DNA‑立方体框架内，并与长双链DNA轨道自组装形成网络结构。与现有技术相比，本发明所述结构首次提出应用miRNA‑211和H₂S作为检测CRC的生物标志物组，对H₂S的检测范围为0.05‑10μM，LOD低至4.78nM，并成功应用于人结肠癌HCT 116细胞成像，实现了H₂S的快速分析检测和CRC细胞成像，具有良好的特异性和实用性。本方法为CRC的早期诊断与追踪提供了一种灵敏度高、特异性强的新策略。

技术领域

本发明属于生物标志物组检测技术领域，涉及一种CRC早期筛查的检测系统，具体为由miRNA-211和H₂S协同触发的3D DNA网络结构及其制备方法和应用。

背景技术

结直肠癌(CRC)是世界上最致命的恶性肿瘤之一，它具有高发病率和高死亡率的特点而使其成为一个严重的公共健康威胁。CRC被认为起源于肠息肉或良性肿瘤，通过早期筛查和诊断可以显著减少CRC的发生。目前常见的几种筛查方法，如结肠镜检查和DNA检测等，已用于临床实践。然而，结直肠镜检查作为一种侵入性的检查方法，不仅需要专业的仪器和有经验的专家进行操作，还存在损伤细胞和引发癌症恶化的风险。虽然DNA检测对末期肿瘤的检出率很高，但是无法检出早期息肉，导致漏诊和延误诊断。因此，迫切需要开发一种无创、精确的CRC早期筛查传感检测方法。

MicroRNA(miRNA)是一种很有前途的生物标志物，与人类癌症密切相关，包括CRC在内的许多基于miRNA检测的癌症筛查方法已被广泛建立。然而，miRNA对特异性肿瘤的指向性和靶向能力尚不确定。据报道，CRC细胞中有超过十余种miRNA异常表达，另一方面，一种异常表达的miRNA可能指示多种癌症。因此，仅用miRNA作为标记物很难实现CRC的特异性筛查。应结合miRNA开发较新的标志物，特别是对CRC具有较大特异性的标志物，以提高CRC筛查的准确性和指向性。

值得注意的是，近年来的研究证实，内源性硫化氢(H₂S)在人体各种生物代谢过程中发挥着重要作用。H₂S在阿尔茨海默病、高脂血症、糖尿病，甚至在肿瘤微环境检查中均有异常表达。越来越多的证据表明，内源性H₂S是CRC代谢的关键因素。胱硫醚-β-合成酶(cysteine-β-synthase，CBS)的异常表达会产生高水平的H₂S气体，导致CRC组织中H₂S含量增加。因此，H₂S与结直肠癌有很强的相关性，可作为CRC特异性检测的生物标志物。综上所述，H₂S与miRNA联合成为特异性生物标志物组有助于CRC的精确指向和分析。然而，现有的检测技术对于联合生物标志物组的检测要求也存在一定的局限性，如检测过程复杂，分析过程繁琐，标记物之间缺乏相关性等。开发稳定、可靠、协作的联合生物标志物组(miRNA和H₂S)以实现高效检测是一个越来越大的挑战。

DNA纳米技术作为一种很有前途的技术，可以在纳米尺度上获得理想的目标结构，为传感和制造系统提供高效和精确的控制优势。三维(3D)DNA框架具有精确定向定位和高度有序排列的优异性能。与此同时，DNA折纸(DNA origami)作为能够构建更高阶结构的分子支架，表现出优异的定位可寻址性和结构稳定性。据报道，DNA origami具有解决传统生物传感器系统信号强度低、灵敏度低等缺陷的潜力。因此，将DNA origami应用于联合生物标记物对系统将有助于CRC的检测。

发明内容