テロメラーゼ活性の信頼できる視覚検出のための超敏感な比色測定アッセイ

病気のバイオマーカーの視覚的検出は、その単純さと低コストのために有望な戦略ですが、生物学的サンプルの複雑さはその応用を制限します。ここでは、粗癌細胞抽出物のテロメラーゼ活性を検出するために、信頼できる超高感度の比色アッセイが提案されました。テロメラーゼ基質（TS）プライマーを磁気ビーズ（MB）に固定して、MB/TS複合体を形成しました。テロメラーゼおよびデオキシリボヌクレオチド三リン酸（DNTP）の存在下で、TSプライマーは、TSの3 '末端に複数のテロメアリピート（TTAGGG）nを追加することにより伸長しました。細長いTS（ETS）のテロメア繰り返しは、その短い相補的DNA（cDNA）でハイブリダイズして、ペルオキシダーゼをMBに特異的に捕獲します。磁気分離後、テロメラーゼの活性は、ペルオキシダーゼ触媒H2O2/TMB反応の色または吸光度の変化を監視することにより検出されました。磁気分離は、信頼性を確保し、信号対雑音（S/N）比を改善するために、非固有の干渉を大幅に排除しました。5つのHeLa細胞と1つのHeLa細胞に相当する平均テロメラーゼ活性は、それぞれ肉眼とUV-VIS分光法で確実に検出されました。さらに重要なことは、5および20のHeLa細胞のテロメラーゼ活性は、それぞれUV-VIS分光法と肉眼で検出されました。4つの癌細胞株と1つの正常な細胞株のテロメラーゼ活性の違いが視覚的に識別されました。さらに驚くべきことに、ヒト血清中の10および50 HeLa細胞のテロメラーゼ活性は、それぞれTMB/H2O2溶液の吸光度と色の変化によって検出されました。したがって、テロメラーゼ活性の視覚的検出のための超高感度で信頼性の高い比色アッセイを提供します。

The visual detection of a disease biomarker is a promising strategy due to its simplicity and low cost, but the complexity of biological samples limits its application. Herein, a reliable and ultrasensitive colorimetric assay was proposed for detecting telomerase activity in crude cancer cell extracts. A telomerase substrate (TS) primer was immobilized onto magnetic beads (MBs) to form a MB/TS complex. In the presence of telomerase and deoxyribonucleotide triphosphates (dNTPs), the TS primer was elongated by adding multiple telomeric repeats (TTAGGG)n to the 3' end of the TS. The telomeric repeats of the elongated TS (ETS) hybridized with its short complementary DNA (cDNA) to specifically capture peroxidase onto MBs. After magnetic separation, the activity of telomerase was detected by monitoring the change in the color or absorbance of the peroxidase-catalyzed H2O2/TMB reaction. Magnetic separation greatly eliminated the non-specific interference to ensure reliability and improve the signal-to-noise (S/N) ratio. The mean telomerase activity equivalent to 5 HeLa cells and 1 HeLa cell was reliably detected with the naked eye and UV-vis spectroscopy, respectively. More importantly, the telomerase activity of 5 and 20 HeLa cells was detected via UV-vis spectroscopy and the naked eye, respectively. The differences in the telomerase activity of four carcinoma cell lines and one normal cell line were discriminated visually. Even more strikingly, the telomerase activity of 10 and 50 HeLa cells in human serum was detected by change in the absorbance and color of the TMB/H2O2 solution, respectively. Therefore, it offers an ultrasensitive and reliable colorimetric assay for the visual detection of telomerase activity, which holds promising potential to detect telomerase activity in a complex pathological sample.