An Asymmetric Hybridization-Induced Isothermal Exponential Amplification Reaction for Highly Sensitive Detection of microRNA

LIU Yin-xia; PENG Jing; LIU Si-min; ZOU Qi-xia; ZHANG Lu-yin; QIU Zi-yue; XIE Bao-ping; CHEN Jun

doi:10.12452/j.fxcsxb.24121108

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An Asymmetric Hybridization-Induced Isothermal Exponential Amplification Reaction for Highly Sensitive Detection of microRNA

Experimental Techniques and Methods | 更新时间：2025-11-05

- An Asymmetric Hybridization-Induced Isothermal Exponential Amplification Reaction for Highly Sensitive Detection of microRNA
- Journal of Instrumental Analysis Vol. 44, Issue 11, Pages: 2391-2396(2025)
- 作者机构：
  
  1.东莞市第八人民医院，广东东莞 523325
  2.南方医科大学药学院，广东广州 510515
  3.东莞康华医院，广东东莞 523808
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.24121108
  CLC： O657.3;O629.74
- Received：11 December 2024，
  
  Revised：2025-01-06，
  
  Accepted：10 February 2025，
  
  Published：15 November 2025
- 稿件说明：
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刘引霞,彭晶,刘思敏,邹旗霞,张璐茵,邱子玥,谢宝平,陈俊.基于非对称杂交诱导的恒温指数扩增策略用于microRNA高灵敏检测[J].分析测试学报,2025,44(11):2391-2396.

LIU Yin-xia,PENG Jing,LIU Si-min,ZOU Qi-xia,ZHANG Lu-yin,QIU Zi-yue,XIE Bao-ping,CHEN Jun.An Asymmetric Hybridization-Induced Isothermal Exponential Amplification Reaction for Highly Sensitive Detection of microRNA[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2391-2396.
刘引霞,彭晶,刘思敏,邹旗霞,张璐茵,邱子玥,谢宝平,陈俊.基于非对称杂交诱导的恒温指数扩增策略用于microRNA高灵敏检测[J].分析测试学报,2025,44(11):2391-2396. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24121108.

LIU Yin-xia,PENG Jing,LIU Si-min,ZOU Qi-xia,ZHANG Lu-yin,QIU Zi-yue,XIE Bao-ping,CHEN Jun.An Asymmetric Hybridization-Induced Isothermal Exponential Amplification Reaction for Highly Sensitive Detection of microRNA[J].Journal of Instrumental Analysis,2025,44(11):2391-2396. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.24121108.

摘要

传统指数扩增中，目标核酸与对称扩增模板的两端能量相同，然而，当目标核酸与模板5’端杂交时扩增将难以触发，限制了方法对痕量目标核酸的分析。该文发展了一个非对称杂交诱导的恒温指数扩增（AEXPRA）策略用于microRNA的高灵敏、快速分析。以miR-196b为靶标，基于设计的非对称扩增模板，由于目标物与扩增模板3’端完全互补但与模板5’端部分互补，miR-196b能够完全杂交到扩增模板的3’端。方法具有灵敏度高、特异性强以及速度快的优势。该策略整个反应时间在30 min以内，可检测低至0.42 amol/L的miR-196b。为了验证方法的实用性，将其用于血清提取物中miR-196b的分析，方法可有效区分非小细胞癌患者和正常人血清中miR-196b的表达，结果与实时定量PCR（RT-qPCR）一致。该法具有高准确度和可靠性，有望在miRNA的临床诊断和病理研究中发挥重要作用。

Abstract

In traditional isothermal exponential amplification reaction（EXPRA），the target nucleic acid has the same energy at both ends of the symmetrical amplification template. However，when the target nucleic acid hybridizes with the 5' end of the template，amplification becomes difficult to trigger，limiting the method's use in the analysis of trace amounts of target nucleic acids. To address this issue，this study introduces a highly sensitive and rapid analytical method for microRNA detection，employing asymmetric hybridization-induced isothermal exponential amplification reaction（AEXPRA），with miR-196b as the target. An asymmetric linear amplification template was meticulously designed，enabling miR-196b to fully hybridize to the 3' end of the template due to complete complementarity，while only partially complementing the 5' end. This innovative approach boasts high sensitivity，strong specificity，and rapid detection capabilities. The entire reaction time is efficiently contained within 30 minutes，allowing for the detection of as low as 0.42 amol/L of miR-196b. To validate the practical applicability of this method，it was utilized to analyze miR-196b levels in serum extracts. Remarkably，the method effectively distinguished miR-196b expression levels between non-small cell lung cancer patients and healthy controls，with results that were consistent with those obtained through RT-qPCR，thereby demonstrating high accuracy and reliability. Consequently，this AEXPAR method holds substantial promise for advancing clinical diagnosis and pathological research in the realm of miRNAs.

关键词

Keywords

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