编辑推荐：
为解决临床检测 lncRNA MALAT1 依赖 RT-PCR 技术存在的局限性，研究人员开展基于等温扩增的生物传感器研究。开发 IACE 方法，建立检测 MALAT1 的一步信号放大策略，检测限低至 37.5 fM，有望推动临床肿瘤诊断发展。
在生命科学和医学领域，长链非编码 RNA（lncRNA）的研究逐渐成为热点。其中，Metastasis-Associated Lung Adenocarcinoma Transcript 1（MALAT1）更是备受瞩目。MALAT1 作为基因表达的关键调节因子，不仅在多种癌症的发展进程中发挥着重要作用，还参与了心肌梗死、神经元损伤以及病毒感染等疾病的发病机制，通过调控细胞凋亡、自噬、焦亡、线粒体功能和 T 细胞介导的免疫调节等生物学过程来影响疾病的发生和发展。在临床肿瘤诊断方面，MALAT1 作为一种极具潜力的生物标志物，能够为乳腺癌、肝癌、卵巢癌等多种癌症的早期诊断、疾病分期和预后评估提供有价值的信息，同时它还是潜在的治疗靶点，可用于监测药物疗效，推动精准治疗的发展。
然而，目前临床检测 lncRNA MALAT1 主要依赖逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）技术。这项技术虽然应用广泛，但存在诸多局限性。RT-PCR 需要在不同温度下进行多轮变性、退火和延伸反应，这就要求操作人员具备较高的专业技能，而且还需要大型、昂贵的热循环设备。这些条件限制了 RT-PCR 技术的广泛应用，尤其是在资源有限的地区，只有少数高级检测机构能够使用。此外，其他等温扩增方法，如环介导等温扩增（LAMP）、重组酶聚合酶扩增（RPA）和滚环扩增（RCA）等，虽然为核酸检测提供了新的选择，但它们各自也存在问题。LAMP 引物设计复杂，通常需要至少四到六种引物；RCA 往往需要预先与 DNA 连接酶结合来合成环状 DNA，增加了操作步骤；RPA 反应起始依赖辅助元件，如 ATP 和单链 DNA 结合（SSB）蛋白，导致反应系统复杂、不稳定，温度适用范围窄（37 - 42°C），且反应产物在电泳前通常需要纯化，进一步限制了其应用。因此，开发一种简单、稳定且高效的生物传感器策略用于检测目标 lncRNA MALAT1 迫在眉睫。
吉林大学的研究人员为了解决这些问题，开展了一项具有创新性的研究。他们开发了一种名为环化延伸等温扩增（Isothermal Amplification by Cyclic Extension，IACE）的新型信号放大方法，并基于此建立了一种用于检测 lncRNA MALAT1 的荧光生物传感器。该研究成果发表在《Analytica Chimica Acta》上，为临床肿瘤诊断带来了新的希望。
研究人员在这项研究中主要运用了以下关键技术方法：一是 IACE 技术，利用 Bst DNA 聚合酶在特定 pH 的 Tris 缓冲液中催化两条半解离的 DNA 链延伸，设计探针 1（a）和探针 2（a?a?），使探针 1 在 Bst DNA 聚合酶的作用下延伸出多个重复的单链 DNA 序列；二是将 IACE 技术与 CRISPR-Cas12a 系统相结合，研究发现 IACE 产生的单链 DNA 产物可直接激活 CRISPR-Cas12a 系统，且无需原间隔序列邻近基序（PAM）；三是引入三向连接（3WJ）结构和切口酶，构建了检测 lncRNA MALAT1 的一步信号放大策略。研究样本来源于吉林大学中日联谊医院生物样本库。
探索 IACE 设计的可行性
以往的研究中，Lun 等人提出了一种名为环化延伸（ACE）的信号放大策略，该策略通过生成单链产物克服了对 PAM 序列的依赖，但由于依赖温度变化，其实用性受到限制。本研究在此基础上进行改进，开发出 IACE 技术。IACE 通过 Bst DNA 聚合酶催化探针 1 延伸成具有多个重复序列的长单链 DNA，实现了等温条件下的信号放大，克服了 ACE 依赖温度变化的局限性。
检测 lncRNA MALAT1 的生物传感器构建
研究人员将 IACE - Cas12a 技术与 3WJ 结构相结合，构建了用于检测 lncRNA MALAT1 的荧光生物传感器。通过优化 IACE 序列，该生物传感器实现了对目标 RNA 的高灵敏度检测和一步信号放大。实验结果显示，该方法的检测限低至 37.5 fM，展现出良好的检测性能。
生物传感器在临床样本检测中的应用
研究人员使用构建的生物传感器对肿瘤患者的临床样本进行检测，结果表明该生物传感器在实际临床样本检测中表现出色，能够有效检测出样本中的 lncRNA MALAT1，简化了检测流程，同时降低了污染风险。
研究人员成功开发了 IACE 技术，并基于此构建了检测 lncRNA MALAT1 的荧光生物传感器。该生物传感器具有操作简单、检测灵敏度高、污染风险低等优点，在临床肿瘤诊断方面展现出巨大的潜力。这一研究成果为临床肿瘤诊断提供了新的技术手段，有望推动临床肿瘤诊断方法的进一步发展，提高肿瘤诊断的准确性和效率，为患者的早期诊断和治疗提供更有力的支持。同时，该研究也为其他核酸生物标志物的检测提供了新的思路和方法，为生命科学和健康医学领域的研究做出了重要贡献。
