基于阳离子共轭聚合物的DNA甲基化以及SNP检测原理
来自中科院化学研究所，解放军总医院附属第一医院的研究人员利用一种新型荧光共振能量转移技术，分析了中国人群中结肠癌几种相关基因的DNA甲基化水平，从中获得了极高精确度和灵敏度的检测结果，从而为结肠癌的诊断和治疗提出了一种新思路。相关成果公布在Nature Communications杂志上。
文章的通讯作者是中科院化学研究所王树（Shu Wang）研究员，以及解放军总医院第一附属医院陆江阳（Jiangyang Lu），其中王树研究员2004年入选“中国科学院引进国外杰出人才”，2007年获国家杰出青年基金。主要从事新型聚合物荧光探针的设计、合成与生物识别和传感研究，发展肿瘤早期诊断和治疗的新技术。
癌症相关基因启动子上甲基化的变化是癌症早期诊断的一种有潜力的生物标记，研究发现比较于单甲基化变化，综合评估多种甲基化的变化，能更好的提供与特殊癌症的相关性。
在这篇文章中，研究人员利用一种新技术定量分析了中国人群中结肠癌几种相关基因的DNA甲基化水平，从中获得了极高精确度和灵敏度的检测结果，从而为结肠癌的诊断和治疗提出了一种新思路。
这种技术就是阳离子共轭聚合物为基础的荧光共振能量转移（cationic conjugated polymer-based fluorescence resonance energy transfer），共轭聚合物具有较强的光捕获能力，可用来放大荧光传感信号，提高检测的灵敏度。以共轭聚合物作为生物传感元件，在生物大分子（如核酸、蛋白质）高灵敏检测以及医疗诊断等方面的研究越来越受到人们的关注。
近年来阳离子共轭聚合物荧光探针以及荧光共振能量转移技术在DNA单核苷酸多态性（SNP）、DNA甲基化以及DNA损伤检测与传感等方面发挥了越来越重要的作用，由于这种新检测技术具有较高的灵敏度和特异性，引物无需染料标记，检测在均相溶液中进行，无需分离、纯化步骤，因此在重大疾病早期高灵敏诊断、药物设计以及个体化用药等方面具有重要应用前景。
研究人员利用这种新技术，通过逐步辨别分析，以及对甲基化变化的累计检测，获得了高精确度和灵敏度的结肠癌检测（精确度为86.3%，灵敏度为86.7％），以及鉴别诊断结果（分别为97.5%和94%）。
而且研究人员还发现了CpG岛甲基化表型，与结肠癌患者临床上重要参数之间的一种关联。这种通过阳离子共轭聚合物为基础的荧光共振能量转移方法，积累分析启动子甲基化变化的技术，将能用于结肠癌患者的筛查和鉴别诊断，并进行临床相关性分析。
Detection and differential diagnosis of colon cancer by a cumulative analysis of promoter methylation
Qiong Yang, Ying Dong, Wei Wu, Chunlei Zhu, Hui Chong, Jiangyang Lu, Dehai Yu, Libing Liu, Fengting Lv & Shu Wang
Alterations in the methylation of promoters of cancer-related genes are promising biomarkers for the early detection of disease. Compared with single methylation alteration, assessing combined methylation alterations can provide higher association with specific cancer. Here we use cationic conjugated polymer-based fluorescence resonance energy transfer to quantitatively analyse DNA methylation levels of seven colon cancer-related genes in a Chinese population. Through a stepwise discriminant analysis and cumulative detection of methylation alterations, we acquire high accuracy and sensitivity for colon cancer detection (86.3 and 86.7%) and for differential diagnosis (97.5 and 94%). Moreover, we identify a correlation between the CpG island methylator phenotype and clinically important parameters in patients with colon cancer. The cumulative analysis of promoter methylation alterations by the cationic conjugated polymer-based fluorescence resonance energy transfer may be useful for the screening and differential diagnosis of patients with colon cancer, and for performing clinical correlation analyses.
