人胸膜间皮瘤生物大分子的拉曼光谱、傅里叶红外光谱分析及分子光谱诊断技术研发

Malignant pleural mesothelioma is a malignant tumor originated from pleural mesothelium cell. The patient's condition develops rapidly. The prognosis is poor, the mortality is higher, and the early symptoms are not obvious, difficult to diagnosis. At present, the study of human pleural mesothelioma mainly focuses on pathology, and there are few reports on molecular diagnosis and molecular spectrum diagnosis. This study will select the mutations gene high associated pleural mesothelioma through sequencing from scratch of DNA, cDNA exons, and mutation screening of SNP polymorphism, insertion deletion mutation, structural variation, copy number variation, GO enrichment, KEGG pathway enrichment and qPCR technical validation functions. Raman spectroscopy, surface enhanced Raman spectroscopy and Fourier Transform Infrared Spectroscopy of high correlation mutations gene, genomic DNA, protein, lipid, sugar molecules from pleural Mesothelioma will be collected and analyzed through surface strengthening agent Nano silver sol and self-assembled Nano silver argentums of researched and developed by ourselves. The spectral database and the mathematical model for the molecular spectroscopy diagnosis of human pleural mesothelioma will be established. Based on that, we shall establish the molecular spectral diagnostic technique as a new quick approach to early diagnosis of human pleural mesothelioma.

恶性胸膜间皮瘤是一种起源于胸膜间皮细胞的恶性肿瘤，其病情发展迅速，预后极差，致死率较高,且早期症状不明显，难于诊断。目前，人胸膜间皮瘤的研究主要集中在病理学方面，其分子诊断及分子光谱诊断的报道较少。该项研究通过DNA从头测序、cDNA外显子从头测序及SNP单核苷酸多态性、插入缺失变异、结构变异、拷贝数变异等变异筛选，通过GO功能富集、KEGG通路富集及qPCR技术验证，筛选出人胸膜间皮瘤高关联突变基因；通过自主研发的表面增强剂纳米银溶胶及自组装纳米银膜，对人胸膜间皮瘤高关联突变基因、全基因组DNA、蛋白质分子、脂类分子、糖类分子进行拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、傅里叶红外光谱的采集与分析，建立基于人胸膜间皮瘤分子光谱诊断的光谱数据库及数学模型，研发人胸膜间皮瘤分子光谱诊断技术，为人胸膜间皮瘤早期诊断提供新的快速方法。

项目组对人胸膜间皮瘤的研究始于2014年，已历时近10年，与我国人胸膜间皮瘤高发病源地楚雄州人民医院、 楚雄州大姚县人民医院、大理大学建立了长期合作关系，与上海康成生物有限公司、北京诺禾致源科技股份有限公司、北京六合华大基因科技有限公司建立了长期合作关系，确保测序技术和信息的前沿性、可靠性。.项目组已收集人胸膜间皮瘤新鲜样本 80 多份，已完成人胸膜间皮瘤全基因组DNA测序及生物信息学分析；已完成人胸膜间皮瘤全转录组芯片测序及生物信息学分析，对已筛选出的重要基因UGT1A7、ALDH3B1、TXNDC2、PTEN、ABCC1等进行qPCRA分离、测序及序列比对，已初步筛选出突变基因及位点。.项目组已完成人胸膜间皮瘤非编码circRNA、tRF&tiRNA 、LncRNA、microRNA表达量的芯片筛选及生物信息学分析，已筛选出差异极显著的目标 circRNA，、tRF&tiRNA 、LncRNA、microRNA分子，已完成组织、血清、细胞模型的qPCR验证，正在进行细胞模型的基因敲除与过表达实验，应用前景可观。.项目组已完成人胸膜间皮瘤生物大分子、TXNDC2基因、患者血浆、血清、指甲和头发的拉曼光谱与傅里叶红外光谱分析，使用 Origin软件对光谱数据进行FFT Filte平滑5点处理，对光谱数据进行标准化处理，取一阶导数、二阶导数进行系统聚类，对聚类结果进行评价。结果显示，人胸膜间皮瘤SERS、FTIR光谱对疾病诊断有辅助作用。.已形成学位硕士研究生毕业论文1篇，已形成本科毕业论文14篇，正在培养学位硕士研究生三人。已公开发表学术论文 5篇，其中二篇发表在SCI期刊，正在发表论文14篇。.举办小型国家级学术会议 1次，举办地州级小型学术交流3次。参加2次国家级学术会议。.项目主持人于 2020 年获云南省州“兴楚”科技领军人才奖，获立项经费 50 万元。.项目组已超额完成项目所有计划。