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| SmartChip系統(tǒng)應用領域與文獻案例 |
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| SmartChip Real-Time PCR System是一個靈活的高通量設備，用于基因表達和基因分型的分析研究。每一張SmartChip芯片分布有5,184個微孔，支持100-nl反應體系，可以匹配14種樣本與檢測引物的組合方案。4小時內(nèi)完成從樣本到數(shù)據(jù)的流程，一個工作日內(nèi)可完成對10,000個反應的處理。 |
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| 閱讀以下資源，了解具有高通量與靈活性優(yōu)點的SmartChip Real-Time PCR System如何應用于各種qPCR相關研究領域。 |
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| ■ 抗生素抗性基因研究 |
| 發(fā)現(xiàn)和使用抗生素，是二十世紀醫(yī)療領域兩大重要突破?？股氐氖褂蔑@著降低了人類發(fā)病率和死亡率。同時，抗生素與其他抗菌劑在農(nóng)業(yè)領域也有廣泛應用。最具代表性的就是使用抗生素促進牲畜生長，預防疾病，提高食品產(chǎn)量。抗生素可以破壞細菌細胞壁、阻礙DNA、RNA或蛋白質(zhì)的合成，抑制細菌的代謝生長。依據(jù)其作用機制可以對抗生素進行有效分類。此外，根據(jù)作用范圍，抗生素也可分為特定作用于幾種細菌的窄譜抗生素，和影響多種細菌的廣譜抗生素。 |
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| 目前，抗生素研究的一個熱點問題就是，細菌抗生素抗性獲得問題。細菌在選擇壓力下隨著時間推移可能獲得抗生素耐藥基因（ARGs）。過量使用抗生素導致某些細菌株系中ARGs的自發(fā)形成。應對這些耐藥性細菌就需要開發(fā)不同的抗生素。防止抗生素濫用，限制細菌與抗生素的接觸，降低選擇壓力，是當前應對細菌抗生素抗性獲得問題的根本策略。在醫(yī)療相關領域中，由于不正確的計量、過量或錯誤的處方、或處置不當，可能造成抗生素的過量使用。在農(nóng)業(yè)中使用抗生素同樣會促使細菌獲得ARGs。耐藥細菌不僅可以在牲畜中生長，還可以糞便為載體，通過土壤、水體以及農(nóng)產(chǎn)品等多種途徑進入環(huán)境中。 |
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| 目前已有超過1,000種ARGs得到鑒定，可以賦予細菌對上百種可用抗生素產(chǎn)生抗性。因此，對人和環(huán)境來源樣本中ARGs進行監(jiān)測，要求監(jiān)測方法具有對各類型樣本中多種不同靶序列進行高通量real-time PCR（qPCR）的能力。此外，由于細菌也在不斷地發(fā)展出新的ARGs，篩選方案可以支持新靶序列添加，并支持方案調(diào)整是十分關鍵的。ARGs研究需要一個靈活、高通量的qPCR系統(tǒng)用于對各種類型樣本的基因表達監(jiān)測。 |
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| 在眾多研究中，SmartChip Real-Time PCR System已經(jīng)廣泛應用于對各種類型樣本的ARGs分析與追蹤。早期的研究工作中，使用296個ARGs靶序列方案進行高通量篩選，該方案支持在一張芯片上對16份土壤樣本開展篩選。近年來，篩選方案得到進一步開發(fā)完善，一張芯片可以完成對384個ARGs靶序列的篩選（表一），同時可應用于土壤、水體、沉積物、糞肥、生菜、魚類、污泥等樣本類型。SmartChip系統(tǒng)的靈活性和通量，對當前及今后的抗生素耐藥性組學研究發(fā)揮重要作用（Waseem et al. 2019）。 |
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| 表一 已在SmartChip系統(tǒng)上分析的抗生素抗性基因類別 |
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| 更多文獻案例（Citation） |
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| ■ mRNA，miRNA，lncRNA疾病標志物研究 |
| 使用mRNA、miRNA、lncRNA作為癌癥和其他疾病的生物標志物。 |
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| 對于癌癥和其他一些疾病的主要診斷方法依賴于耗時、昂貴、復雜的組織學技術手段。這些技術通常用于已有癥狀出現(xiàn)病患。理想的診斷方法應該是非侵入性的，快速而有效，對于癥狀前和癥狀中的人群提供可以負擔起的精準篩查。循環(huán)核酸，有時也稱為循環(huán)轉(zhuǎn)錄組，已成為一種潛在的癌癥及其他疾病的生物標志物。在臨床中，循環(huán)核酸已經(jīng)應用于產(chǎn)前診斷檢測中，針對各種疾病狀態(tài)的候選檢測也在不斷涌現(xiàn)。這些循環(huán)生物標志物通常分為三大類：mRNA、microRNA（miRNA）、長鏈非編碼RNA（lncRNA）。 |
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| 不同RNA生物標志物的特點 |
| 肝臟、乳腺、前列腺癌癥相關的循環(huán)mRNA標志物已有報道。細胞外mRNA通常會迅速降解為小片段，這讓mRNA難以作為特異性生物標志物來進行表征。在某些情況下，mRNA可以和一些分子伴侶，如蛋白質(zhì)、脂類，形成復合體在血液中長期存在。但是，循環(huán)mRNA的高度降解性和更新率使其作為精準診斷候選生物標志物面臨著挑戰(zhàn)。 |
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| miRNA是一種非編碼RNA的小片段（通常在～20 nt），一般認為這類非編碼RNA調(diào)控著基因表達。與指導蛋白質(zhì)編碼的mRNA不同，miRNA相對穩(wěn)定，不易被進一步片段化。目前，已有數(shù)千種特異性miRNA得到鑒定，與上百種疾病有關聯(lián)，如各種癌癥、遺傳疾病、心臟病、腎臟疾病、中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙與紊亂、肥胖，以及病毒和寄生蟲感染等。miRNA也被發(fā)現(xiàn)存在于其他類型的體液中，包括唾液、眼淚、腦脊液、尿液等。 |
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| lncRNA是一類更長的轉(zhuǎn)錄本（通常＞200 nt），不編碼特定蛋白質(zhì)。與miRNA類似，通常認為lncRNA參與了基因的調(diào)節(jié)。已有上千種lncRNA得到鑒定，多種癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心臟病和衰老都與疾病特異性lncRNA有關聯(lián)。 |
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| 生物標志物篩選解決方案 |
| 篩選這些RNA生物標志物要面臨的挑戰(zhàn)之一就是需要在各種各樣的樣本中對上百種潛在的位點進行篩選。高通量qPCR已成為一種潛在的解決方案，可以快速、靈敏地對位點實施檢測。SmartChip Real-Time PCR System已在許多發(fā)表的癌癥和疾病相關miRNA、lncRNA、mRNA分析研究中得到應用，涉及樣本類型包括血液、細胞系、T細胞、血漿以及各種類型的病患活檢樣本。對于這些研究，關鍵的一點是SmartChip系統(tǒng)支持多種樣本和檢測引物的組合方案，因為每種疾病都有一套不斷變化的特異性生物標志物。 |
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| 更多文獻案例（Citation） |
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