埃及健康人群与肥胖患者新鲜血与冷冻血样本DNA损伤对比研究:碱性彗星试验在生物监测中的应用

【字体: 时间:2025年06月24日 来源:Human Gene 0.5

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  本研究针对大规模生物监测和流行病学研究中样本保存的技术瓶颈,通过碱性彗星试验(alkaline comet assay)对比分析埃及健康人群(BMI 20–24.9 kg/m2)与肥胖患者(BMI ≥30 kg/m2)的新鲜与冷冻全血样本DNA损伤差异。结果表明,-80℃冷冻6个月的无添加剂全血样本可保持基因组完整性,且肥胖组彗星尾长显著增加,证实肥胖与DNA损伤、癌症风险的正相关性。该研究为回顾性队列研究提供了标准化样本保存方案。

  

在当今慢性病防控领域,肥胖已被确认为癌症等非传染性疾病的重要风险因素。其背后的生物学机制中,DNA损伤导致的基因组不稳定性(genomic instability)被认为是关键环节。然而,大规模人群研究面临一个现实难题:如何在不影响数据质量的前提下,解决新鲜样本即时检测与长期保存的矛盾?传统方法如外周血单个核细胞(PBMCs)分离或添加冷冻保护剂(如DMSO)可能引入额外DNA断裂,而碱性彗星试验(alkaline comet assay)作为检测单细胞DNA断裂的金标准,其与冷冻样本的兼容性尚未充分验证。

针对这一挑战,国家研究中心的研究团队开展了一项前瞻性病例对照研究。他们创新性地采用无冷冻保护剂的-80℃全血冻存方案,通过碱性彗星试验系统比较了50名健康埃及成人(BMI 20–24.9 kg/m2)与50名肥胖患者(BMI ≥30 kg/m2)的新鲜与冻存6个月样本的DNA损伤差异。研究发现,冷冻过程本身未显著增加彗星尾长(DNA断裂指标),而肥胖组样本无论新鲜或冷冻状态均显示更长的彗星尾长,提示肥胖人群存在持续性DNA损伤。这一成果为生物监测研究提供了标准化样本处理流程,同时强化了肥胖与基因组不稳定的关联证据。

关键技术方法
研究采用碱性彗星试验(单细胞凝胶电泳)检测DNA单链断裂(SSB)和碱不稳定位点。采集参与者外周静脉血(≤1 mL),分为即时检测组和-80℃冻存6个月组,冻存组未使用任何冷冻保护剂。通过彗星分析软件定量尾长(tail length),并对比健康组与肥胖组的差异。

研究结果

Effects of cryostorage on genomic integrity
对比分析显示,-80℃冻存6个月的全血样本与新鲜样本的彗星尾长无统计学差异(p>0.05),证实无添加剂冻存方案可保持DNA完整性。这一发现解决了长期样本保存导致假阳性DNA损伤的技术顾虑。

Discussion
肥胖组彗星尾长较健康组增加23.7%(p<0.01),与既往代谢综合征研究一致。这种差异在冻存样本中仍稳定存在,表明冷冻流程不影响疾病关联分析。研究者提出,肥胖相关慢性炎症可能通过活性氧(ROS)途径诱发DNA断裂,但具体机制需进一步验证。

Conclusion
该研究确立了无冷冻保护剂的全血冻存方案与碱性彗星试验的兼容性,为回顾性研究(如癌症队列分析)提供了6个月时间窗口的样本处理标准。同时,肥胖患者DNA损伤的量化数据为其癌症风险预警提供了分子标志物参考。

重要意义
这项研究首次在埃及人群中验证了冷冻全血用于DNA损伤研究的可行性,解决了流行病学研究的样本保存瓶颈。其方法学创新(无添加剂冻存)可降低实验室设备依赖,特别适合资源有限地区。更重要的是,肥胖相关DNA损伤的明确证据为公共卫生干预提供了科学依据,提示BMI监测应纳入癌症预防体系。未来研究可扩展至其他非传染性疾病(如糖尿病)的DNA损伤模式分析。

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