一种超灵敏的CRISPR链置换扩增生物传感器能够在结直肠癌细胞中实现piRNA-54265的检测和成像

摘要

PIWI相互作用RNA（piRNA）作为癌症的诊断生物标志物具有很好的前景，但由于其序列较短、在细胞中的丰度较低、易降解以及家族成员间序列同源性较高，其定量检测仍然面临巨大挑战。在此，我们通过将链置换扩增（SDA）技术与CRISPR/Cas12a系统结合，开发出一种超灵敏且高度特异的生物传感器，用于检测与结直肠癌（CRC）相关的piRNA-54265。经过系统优化后，该生物传感器的扩增效率和目标特异性显著提高，对piRNA-54265的检测限（LOD）低至57.54 aM。值得注意的是，这种CRISPR-SDA平台能够通过高保真的细胞内成像技术准确区分CRC细胞与其他类型的癌细胞，并且在复杂的生物基质中也能可靠地检测到目标分子，且回收率良好。得益于其简单的序列设计、用户友好的操作方式以及等温反应条件，该生物传感器不仅克服了piRNA检测中的固有技术瓶颈，还在细胞成像和CRC的早期临床诊断方面展现出巨大潜力。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由AI生成的。

PIWI相互作用RNA（piRNA）作为癌症的诊断生物标志物具有很好的前景，但由于其序列较短、在细胞中的丰度较低、易降解以及家族成员间序列同源性较高，其定量检测仍然面临巨大挑战。在此，我们通过将链置换扩增（SDA）技术与CRISPR/Cas12a系统结合，开发出一种超灵敏且高度特异的生物传感器，用于检测与结直肠癌（CRC）相关的piRNA-54265。经过系统优化后，该生物传感器的扩增效率和目标特异性显著提高，对piRNA-54265的检测限（LOD）低至57.54 aM。值得注意的是，这种CRISPR-SDA平台能够通过高保真的细胞内成像技术准确区分CRC细胞与其他类型的癌细胞，并且在复杂的生物基质中也能可靠地检测到目标分子，且回收率良好。得益于其简单的序列设计、用户友好的操作方式以及等温反应条件，该生物传感器不仅克服了piRNA检测中的固有技术瓶颈，还在细胞成像和CRC的早期临床诊断方面展现出巨大潜力。

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