UTI抑制凍存法醫(yī)尿液樣品中DNA降解

尿液是一種豐富且易獲得的生物材料,可以為法醫(yī)基因分型和識(shí)別提供DNA的替代來(lái)源。然而,來(lái)自尿液上皮細(xì)胞和游離DNA中的DNA傾向于受酶解、化學(xué)和微生物損傷的快速降解。這阻止了在理想組織不可用時(shí)使用尿液。2011年的一項(xiàng)研究測(cè)試是否添加尿蛋白酶抑制劑(UTI)可以在凍存期間足以穩(wěn)定尿液DNA,以實(shí)現(xiàn)后續(xù)分型。他們的研究結(jié)果表明,UTI保留了DNA完整性,并在延長(zhǎng)的凍存后仍可成功進(jìn)行基因分型。在進(jìn)一步驗(yàn)證后,這種方法可以擴(kuò)展可用于法醫(yī)DNA分析的樣本范圍,尤其是在常規(guī)高質(zhì)量來(lái)源有限時(shí)。

尿液DNA能否用于法醫(yī)基因分型

法醫(yī)調(diào)查通常需要從生物樣品中識(shí)別個(gè)體。除血液和其他組織外,尿液中還包含上皮細(xì)胞和游離DNA,這些都可能用于基因分型。然而,尿液中的DNA傾向于由于存在酶、鹽和細(xì)菌而快速降解,這限制了其應(yīng)用。在DNA提取和分析之前儲(chǔ)存尿液可以實(shí)現(xiàn)法醫(yī)應(yīng)用,但尚未確立最佳儲(chǔ)存條件。本研究檢查尿蛋白酶抑制劑(UTI)是否可以防止凍存期間尿液DNA降解。

實(shí)驗(yàn)方法是什么?

作者從中國(guó)的10名健康志愿者(5名男性,5名女性)收集了尿液樣品。 將樣品的aliquots與不同濃度的UTI(0、0.1、0.2、0.4、0.6 mg/mL)一起儲(chǔ)存在-80°C,儲(chǔ)存時(shí)間為1-13天。 使用Chelex-100方案提取DNA,并使用商業(yè)試劑盒對(duì)15個(gè)STR位點(diǎn)進(jìn)行基因分型。 通過(guò)比較UTI處理樣品和對(duì)照樣品的位點(diǎn)檢測(cè)率來(lái)評(píng)估DNA穩(wěn)定性。

主要發(fā)現(xiàn)是什么?

與無(wú)UTI對(duì)照相比,13天儲(chǔ)存期間,UTI顯著提高了女性和男性尿液樣品中STR位點(diǎn)的平均檢測(cè)率。 對(duì)于女性樣本,在含UTI的條件下,9天內(nèi)維持100%的檢測(cè)。 對(duì)于男性,所有UTI濃度下的檢測(cè)隨時(shí)間呈線性相關(guān)(R^2>0.95),優(yōu)于無(wú)UTI對(duì)照。 UTI濃度為0.2 mg/mL或更高時(shí)效果最佳,之間無(wú)顯著差異。 男性尿液DNA降解速度快于女性。

意義是什么?

該研究表明,UTI可以大大提高凍存男性和女性尿液樣品中DNA的穩(wěn)定性和基因分型成功率。 0.2 mg/mL的UTI濃度就足夠了。 當(dāng)懷疑樣本處理或切換時(shí),這些結(jié)果可以實(shí)現(xiàn)從儲(chǔ)存尿液中進(jìn)行法醫(yī)識(shí)別。 尿液是一種無(wú)創(chuàng)樣本,在其他組織不可用時(shí)可能有所助益。

還有哪些問(wèn)題?

作者指出需要進(jìn)一步研究尿液樣本之間變異的來(lái)源和DNA降解的原因。 他們的研究對(duì)象僅限于健康的中國(guó)成人,所以結(jié)果可能無(wú)法推廣。 在各種條件下儲(chǔ)存更廣泛人群的尿液樣品且儲(chǔ)存時(shí)間更長(zhǎng)可以加強(qiáng)結(jié)論。 與其他穩(wěn)定方法的比較可以揭示UTI是否優(yōu)越。 UTI的保護(hù)作用機(jī)制尚不清楚。

這如何影響法醫(yī)遺傳學(xué)?

該研究證明了通過(guò)在凍存期間添加UTI可以穩(wěn)定尿液DNA進(jìn)行基因分型。 如果進(jìn)一步驗(yàn)證支持,該方法可以擴(kuò)大可用于法醫(yī)DNA分析的樣品范圍。 當(dāng)理想的血液或口腔拭子等組織不可用時(shí),儲(chǔ)存的尿液可以提供替代來(lái)源,例如尸體腐敗的情況。采集無(wú)創(chuàng)傷,因此對(duì)受害者可能更可取。 但質(zhì)量控制至關(guān)重要,因?yàn)槟蛞篋NA產(chǎn)率低且易降解。

未來(lái)研究的展望是什么?

下一步可以包括測(cè)試不同供體、更長(zhǎng)儲(chǔ)存時(shí)間和各種溫度條件下UTI的效果。 與其他化學(xué)穩(wěn)定方法的直接比較可以揭示UTI的任何優(yōu)勢(shì)。 了解UTI的DNA保護(hù)機(jī)制可以提供更多的保護(hù)劑。 應(yīng)權(quán)衡UTI與立即提取DNA的成本效益。 最終,在案件工作中實(shí)現(xiàn)UTI穩(wěn)定尿液樣品需要遵循法醫(yī)指南進(jìn)行充分驗(yàn)證。 但這項(xiàng)初步研究證明了其潛力。

參考文獻(xiàn)

Suhua Zhang, Shumin Zhao, Ruxin Zhu, Gong Zhang, Chengtao Li, UTI preventing DNA degradation of storing urinary samples for genotyping, Forensic Science International: Genetics Supplement Series, Volume 3, Issue 1, 2011

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