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研究背景 使用程序性死亡-1抑制剂或其配体（抗PD-1/PD-L1）的免疫检查点阻断 (ICB) 疗法已成为治疗许多癌症的有效方法。然而仅有少数患者对ICB疗法表现出长期良好的反应，大多数患者对免疫检查点阻断剂都没有阳性反应或因为阻断剂的不良反应而不得不停止服用。虽然已经发现了许多类别的生物标志物，但目前仍未发现强有力的治疗反应预测标志物。寻求新的ICB反应的非侵入性生物标志物能大大提高ICB疗法的临床效果。研究内容及结果 2020年9月，在Nature子刊Nature Cancer(IF=23.5/中科院一区)杂志上发表的题为 Personalized circulating tumor DNA analysis as a predictive biomarker in solid tumor patients treated with pembrolizumab的研究成果发现肿瘤释放到血液中的循环肿瘤DNA（ctDNA）的水平变化能够预测患者的免疫治疗疗效[1]。这项发现无疑为免疫治疗打开了新的突破口。该研究团队发起了一项包括头颈部鳞状细胞癌 (SCCHN)、三阴性乳腺癌 (TNB

低至单个细胞的DNA&mRNA共提取方案，起始样本支持显微切割细胞、流式分选细胞、循环肿瘤细胞（CTCs）、胎儿细胞、干细胞、T细胞等。

荧光定量PCR 技术可以实现RNA 的相对定量，广泛应用于分子生物学研究及疾病相关研究。QIAGEN QuantiNova PCR系列可支持包括一步法、多重等多种qPCR应用；超快速的反应体系30min即可完成实验及独特的颜色指示方案杜绝加样错误；LNA（锁核酸）技术加持增强引物或探针的灵敏度和特异性。

环境核酸是生物与环境互作遗留的核酸，来源包括生物脱落的组织、分泌物、排泄物、血液或尸体等，分布在各种水体、土壤、沉积物或空气等环境中，是微生物和脱落DNA的混合物,这两类核酸在上述环境样本中存在较少。

从微量样本中分离 RNA，微量样本包括：微量细胞样本如低至 1 个细胞、流式分选细胞（FACS）样本；微量组织样本如低于2 μg的组织样本如穿刺样本（FNA）、激光显微切割（LMD）样本等。

从微量样本中提取DNA。微量样本包括：微量血液样本，如低至1 μl全血；微量细胞样本，可低至100个细胞，如显微切割细胞、流式分选细胞等；或小于10 mg组织，如穿刺样本、活检样本；以及骨骼或化石等疑难样本。

RNA测序 (RNA Sequencing，简称RNA-Seq) ，是基于高通量测序技术的转录组学研究方法，可以快速对基因组中的RNA种类和数量进行分析，揭示特定生物学或疾病发生过程中的分子机制。

很多研究人员面对不足1 ng的样本往往束手无策，实际上随着生物技术和酶活性的进步，目前的技术已经可以针对10 pg样本进行全基因组建库（如需对DNA进行打断则最低起始量为20 pg）。

游离核酸 （包括cfDNA和cfRNA) 是指在生物体液中发现的游离于细胞外的核酸，游离核酸的来源分为内源性和外源性，可以是细胞凋亡释放到体液中的内源性核酸，也可以是人体感染病原微生物后由微生物产生的外源性核酸。游离核酸可以用于癌症的早期诊断、预后评估，也可以用于病原感染的诊断，根据实验目的不同，采集体液样本类型不同，核酸纯化方案也有一定区别。

单细胞测序可以研究单个细胞内的基因情况，同时解决了用组织样本测序无法解决的细胞异质性难题。但是我们常提到的单细胞测序方案并不是仅对单个或者几个细胞进行测序，而是在单细胞分辨率下对成千上万个细胞进行测序。那么如果真的只有一个细胞或极微量的核酸，又该采用什么手段对其基因组和转录组进行分析呢？单细胞/微量核酸扩增方案可以富集核酸样本，应对后续各种分子研究。

研究背景 从2009年到2023年，世界卫生组织已经发布了7项国际关注的突发公共卫生事件（PHEIC）宣言，大约每2到3年发生一次严重的新发传染病疫情。及时和准确的监测工具对于监测病毒传播模式以及针对这些新出现的传染病采取有效的公共卫生干预措施至关重要。在新冠肺炎大流行期间，废水监测被证明是一种有效的工具，可以反映感染趋势，比传统临床监测更早地识别新出现的病毒变种。在后COVID-19时代，迫切需要在这一实际经验的基础上更广泛地应用废水监测，特别是对地方病和新出现的传染病进行更全面的监测。研究内容及结果 2024年5月15日，香港大学环境工程研究中心的研究人员在Water Research(IF=11.4/中科院一区)杂志上发表题为 Tracking diarrhea viruses and mpox virus using the wastewater surveillance network in Hong Kong的研究成果[1]。在这项研究中，研究者们建立并验证了废水中病毒的检测方法。研究者们开发了一种基于上清液的方法来检测废水样本中的 RNA 病毒，并将其应用于全市污水处理厂

研究背景 癌细胞因其基因组不稳定，导致单核苷酸变异和拷贝数改变在癌细胞中积累。对整个基因组中特定核苷酸替换的流行率的研究表明细胞暴露的突变过程会留下痕迹，称为突变标志。针对不同癌症的大规模基因组测序工作已经确定了50多个突变信号，掌握这些突变信号将提高我们对作用于癌症基因组的细胞缺陷以及其在正常组织中的理解。此外，突变信号可以用于患者分层来帮助临床医生定制疗法，也可以利用这些特定缺陷，改善早期检测和癌症预防策略。然而肿瘤基因组中的突变特征通常来自全基因组测序（WGS）。由于相关的测序成本，WGS通常仅限于使用少量高质量样本的研究。因此，寻找一种成本效益高、可扩展的用于少量DNA的低质量样本的检测方法就显得尤为重要。研究内容及结果 2020年6月23日，英国剑桥大学癌症研究所的研究人员在Nature子刊Nature Communications(IF=14.7/中科院一区)杂志上发表题为 The mutREAD method detects mutational signatures from low quantities of cancer DNA的研究成果[1]。研究者们提出了一种基

研究背景 尿路感染（UTI）是最常见的感染之一，每年影响全球1.5亿人。尿路感染最常见的原因是粪便中的病原体（主要是大肠杆菌）沿尿道上升并感染膀胱。病原培养是诊断尿路感染的金标准。然而，培养通常很耗时，检测率低，诊断准确性有限，尤其是在服用抗生素的患者中。一部分患者在经过治疗后仍会出现慢性尿路刺激症状和尿液分析结果异常，干扰了正常生活。由于严重滥用抗生素，致病菌的耐药性急剧增加，进一步加重了疾病负担。因此，快速准确地鉴定病原体、专业解读和靶向治疗是UTI临床诊断和治疗的关键。研究内容及结果 2023年3月3日，天津医科大学第二医院的研究团队在Frontiers in Cellular and Infection Microbilogy(IF=4.6/中科院二区)杂志上发表题为 Enhancing urinary tract infection diagnosis for negative culture patients with metagenomic next-generation sequencing (mNGS)的研究成果[1]。宏基因组下一代测序（mNGS）是一种新兴的病原体

研究背景肝细胞癌（HCC）被认为是中国癌症相关死亡率的第三大原因。尽管手术是治疗HCC的较佳选择，但由于缺乏早期症状，大多数患者在癌症晚期才被诊断出来，因此肿瘤复发的风险很高。识别可能复发的患者并给予对应的辅助治疗，仍然是一个临床难题。循环肿瘤DNA（ctDNA），也可称为肿瘤衍生的细胞游离DNA，包含有关肿瘤基因组图谱的全面信息，包括单核苷酸变异（SNVs）、拷贝数变异（CNVs）和表观遗传变异。将ctDNA与HCC中的传统血清蛋白生物标志物结合将为无创监测实时肿瘤进展提供新的可能。研究内容及结果2019年9月3日，福建医科大学孟超肝胆医院的科研团队在Clinical Cancer Research(IF=10/中科院一区)杂志上发表题为 Comprehensive Liquid Profiling of Circulating Tumor DNA and Protein Biomarkers in Long-Term Follow-Up Patients with Hepatocellular Carcinoma的研究成果[1]。在这项研究中，研究人员使用基于个性化肿瘤分析和低覆盖

患者活检或手术标本的研究对于阐明疾病尤其肿瘤的发病机制、指导治疗方案来说非常重要。但是活体组织一旦离体，血氧供应停止，就会产生一系列生物化学和组织形态学的改变，直至发生自溶，干缩，腐败，核酸和蛋白也会迅速降解，因此需要及时固定。福尔马林固定、石蜡包埋 (Formalin-Fixed and Parrffin-Embedded, FFPE) 技术能够在组织离体后最大程度地保存其原有的形态学结构及生物学信息，成为肿瘤研究领域中疾病诊断和科学研究中非常常见的生物学材料。在分子病理学高速发展的今天，研究人员能够从FFPE样本中获取更多有用的信息，挖掘其潜在的临床价值。然而一些大型临床项目的时间跨度有时会长达5—6年甚至更久，FFPE样本就成为很好的生物信息存储载体，为了能够充分挖掘FFPE样本中的生物学信息，我们不仅需要关注核酸提取的步骤，福尔马林固定及石蜡包埋等标本前处理过程更加不容忽视。标本前期处理的规范化、标准化流程是后期各项检测关键的第一步，也是首要环节，是后期各项技术的保证。下面为您分享标本前处理的注意事项。标本的前处理过程包括：标本固定标本固定是组织处理最重要的一步，也是最无法补救

微量样本，无论是天然存在还是经过特殊处理，都是分子生物学研究中常常面临的一种挑战，过低的起始样本使用常规的实验方法无法完成核酸纯化，很多研究人员也不确定微量样本中的核酸是否足够用于后续实验，同时还会担忧实验结果的可靠性和重复性等问题。那么在实验样本有限的情况下该采用什么手段进行分子生物学研究呢？循环肿瘤细胞、激光显微切割样本、流式分离的特定细胞、体外受精的胚胎细胞、脑脊液提取的微量核酸……如果您也需要研究类似的样本，相信本次的“微量样本核酸解决方案”专题可以为您提供解决方案。想要了解低至单个细胞或其他类型的微量样本如何提取核酸？想要了解微量核酸是否足够用于下游的PCR或NGS实验？想要寻找微量核酸放大方案，以便用于后续的多次以及多种研究手段？在本专题中都可以找到答案。

植物样本植物组织中常富含酚类、多糖或者其他次级代谢产物，细胞破碎后这些物质就会与 RNA 发生作用，导致 RNA 活性丧失或降解。纯化的产物中含有代谢物，影响 RNA 的质量且在下游实验中抑制酶的反应。另外，粘度增加导致移液误差。解决方案1. 使用在不诱导高水平代谢物的条件下生长的植物（采样前让植物在黑暗中生长 1 - 2 天），尽可能使用新鲜、幼嫩、健康的组织。2. 如果粘度较大，可适当将枪头的前端剪去 2-3 mm，提高移液效率。 动物组织如心脏、肌肉以及皮肤组织组织中含有丰富的收缩蛋白和结缔组织，以及干扰 RNA 分离的胶原蛋白。解决方案1. 对于含有丰富的收缩蛋白和结缔组织，组织细胞密度低，其中 RNA 含量较少，可以适当增加材料的起始用量。2. 务必要在低温冷冻条件下将组织彻底磨碎，并尽量尽快研磨成粉末状。3. 用蛋白酶或含有苯酚的试剂处理样本。 内源性 RNase 含量高的组织如肾脏、肠、脾脏、胸腺以及胰腺该类样本中 RNase 含量很高，提取过程中很容易发生 RNA 的降解。解决方案1. 尽量使用新鲜组织，采样不宜太大，尽可能缩短样本采集和快速冷冻的时间。2. 即时加入

对于科研人而言，是否能中国自然与个人职业生涯发展、职称晋升息息相关。据统计，国家自然基金每个人平均 7 年能中标一次，可谓一场持久战。以2023年生命科学部资助情况为例，共接收面上项目申请 17005 项，资助 3188 项，资助率为 18.75%，直接费用平均资助强度为 50 万元/项；共接收青年科学基金项目申请 18316 项，资助 3073 项，资助率为 16.78%；共接收地区科学基金项目申请 5427 项，资助 927 项，资助率为 17.08%，直接费用平均资助强度为 32.15 万元/项。能够明显看出青年项目的数量最多，但面上项目获得的资助金额最高。这对于青年研究人员来说，挑战与机遇并存！在各学科基金的激烈角逐征程中，细胞生物学方向受资助排名情况处于中上游，面上项目资助数 115 项，青年科学基金数目 101 项，地区科学基金项目 16 项，总体资助率在 17%-20% 之间。根据国家自然科学基金委员会发布的 2024 年度项目指南，细胞生物学资助力度不容小觑，注意事项中明确提到资助的重点，包括细胞器及亚细胞结构、互作与功能等方面的研究。植物细胞生物学、细胞极性与细胞运动

转移性疾病是癌症相关死亡的主要原因，了解肿瘤生长、侵袭和播散的机制对于肿瘤转移过程研究至关重要。本期视频分享结肠癌研究中预测生物标志物和疾病复发的空间转录组学方法。

转移性疾病是癌症相关死亡的主要原因，了解肿瘤生长、侵袭和播散的机制对于肿瘤转移过程研究至关重要。本期视频分享结肠癌研究中预测生物标志物和疾病复发的空间转录组学方法。