中国寄生虫学与寄生虫病杂志 ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (4): 421-426.doi: 10.12140/j.issn.1000-7423.2023.04.004
徐银1(), 刘婷2, 徐慧1, 曾小军1, 兰炜明1, 龚志红1, 戴坤教1, 邱婷婷1, 郝先2, 谢曙英1,*(
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XU Yin1(), LIU Ting2, XU Hui1, ZENG Xiaojun1, LAN Weiming1, GONG Zhihong1, DAI Kunjiao1, QIU Tingting1, HAO Xian2, XIE Shuying1,*(
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摘要:
目的 开发基于PCR结合簇状规则间隔短回文重复序列及相关蛋白Cas12a(CRISPR/Cas12a)快速检测华支睾吸虫囊蚴的方法。 方法 使用内转录间隔区(ITS)引物以华支睾吸虫基因组DNA为模板进行PCR扩增,取PCR扩增产物、Cas12a蛋白、crRNA、单链DNA(ssDNA)报告分子和焦碳酸二乙酯水,选择其中1~5个试剂,分别制备5个CRISPR反应体系,在紫外光下观察反应结果,验证PCR-CRISPR/Cas12a检测系统的可行性。设计5个浓度梯度(100、200、300、400、500 nmol/L)优化ssDNA报告分子浓度;保持crRNA浓度为50 nmol/L,设计5个比例梯度(1.0 : 1、1.5 : 1、2.0 : 1、2.5 : 1、3.0 : 1)优化Cas12a/crRNA比例,荧光定量PCR仪检测荧光信号。将重组质粒梯度稀释为10个不同浓度(10-2~107拷贝/μl),PCR扩增、CRISPR反应后检测荧光信号,评价检测系统的灵敏度。提取华支睾吸虫囊蚴、东方次睾吸虫囊蚴、猬迭宫绦虫裂头蚴、派氏异尖线虫和亚洲带绦虫节片基因组DNA,PCR扩增、CRISPR反应后检测荧光信号,评价检测系统的特异性。压片镜检华支睾吸虫病流行区捕获的小型淡水鱼鱼肉,分别挑选出华支睾吸虫囊蚴、东方次睾吸虫囊蚴和其他囊蚴(未鉴定出虫种)等3种囊蚴混合感染,华支睾吸虫和东方次睾吸虫囊蚴的混合感染,华支睾吸虫和其他囊蚴的混合感染,东方次睾吸虫和其他囊蚴的混合感染,单华支睾吸虫囊蚴感染,单东方次睾吸虫囊蚴感染,单其他囊蚴感染和无囊蚴感染等8种鱼肉样品组织,提取DNA后进行PCR-CRISPR/Cas12a检测,在紫外光下观察反应结果。使用GraphPad prism 9.0软件对数据进行单因素方差分析,两两比较采用图基多重检验。 结果 完整的PCR-CRISPR/Cas12a检测系统能够在紫外光下产生荧光信号。ssDNA报告分子浓度为400 nmol/L时,反应体系的荧光值为(40 786 ± 1 758) AU,高于300 nmol/L的(32 029 ± 2 651) AU(P < 0.05),与500 nmol/L的(42 698 ± 4 260) AU差异无统计学意义(P > 0.05),选取ssDNA报告分子浓度为400 nmol/L。Cas12a/crRNA比例为2.0 : 1时,反应体系的荧光值为(48 950 ± 3 723) AU,高于1.5 : 1的(37 700 ± 3 887) AU(P < 0.05),与2.5 : 1的(55 630 ± 3 110) AU差异无统计学意义(P > 0.05),选取Cas12a/crRNA比例为2.0 : 1。灵敏度检测结果显示,重组质粒的浓度为10-1拷贝/μl时,反应体系的荧光值为(39 336 ± 7 231) AU,与阴性对照的(2 216 ± 743) AU差异有统计学意义(P < 0.05);当浓度降至10-2拷贝/μl时,荧光值为(5 451 ± 1 957) AU,与阴性对照的差异无统计学意义(P > 0.05)。特异性检测结果显示,ITS引物能同时PCR扩增华支睾吸虫、东方次睾吸虫、猬迭宫绦虫、派氏异尖线虫和亚洲带绦虫等5种基因组DNA;相同扩增产物的CRISPR检测结果显示,仅以华支睾吸虫基因组DNA为模板的反应体系在紫外光下产生了荧光信号。PCR-CRISPR/Cas12a效果评价检测结果显示,8种不同囊蚴感染的鱼肉样品反应体系中,含有华支睾吸虫囊蚴的4管出现荧光信号。 结论 本研究建立了华支睾吸虫囊蚴的PCR-CRISPR/Cas12a检测方法,该方法灵敏度高、特异性好、高度模块化,具有较好的现场应用潜力。
中图分类号: