尿液是一种丰富且易获得的生物材料,可以为法医基因分型和识别提供DNA的替代来源。然而,来自尿液上皮细胞和游离DNA中的DNA倾向于受酶解、化学和微生物损伤的快速降解。这阻止了在理想组织不可用时使用尿液。2011年的一项研究测试是否添加尿蛋白酶抑制剂(UTI)可以在冻存期间足以稳定尿液DNA,以实现后续分型。他们的研究结果表明,UTI保留了DNA完整性,并在延长的冻存后仍可成功进行基因分型。在进一步验证后,这种方法可以扩展可用于法医DNA分析的样本范围,尤其是在常规高质量来源有限时。
尿液DNA能否用于法医基因分型
法医调查通常需要从生物样品中识别个体。除血液和其他组织外,尿液中还包含上皮细胞和游离DNA,这些都可能用于基因分型。然而,尿液中的DNA倾向于由于存在酶、盐和细菌而快速降解,这限制了其应用。在DNA提取和分析之前储存尿液可以实现法医应用,但尚未确立最佳储存条件。本研究检查尿蛋白酶抑制剂(UTI)是否可以防止冻存期间尿液DNA降解。
实验方法是什么?
作者从中国的10名健康志愿者(5名男性,5名女性)收集了尿液样品。 将样品的aliquots与不同浓度的UTI(0、0.1、0.2、0.4、0.6 mg/mL)一起储存在-80°C,储存时间为1-13天。 使用Chelex-100方案提取DNA,并使用商业试剂盒对15个STR位点进行基因分型。 通过比较UTI处理样品和对照样品的位点检测率来评估DNA稳定性。
主要发现是什么?
与无UTI对照相比,13天储存期间,UTI显著提高了女性和男性尿液样品中STR位点的平均检测率。 对于女性样本,在含UTI的条件下,9天内维持100%的检测。 对于男性,所有UTI浓度下的检测随时间呈线性相关(R^2>0.95),优于无UTI对照。 UTI浓度为0.2 mg/mL或更高时效果最佳,之间无显著差异。 男性尿液DNA降解速度快于女性。
意义是什么?
该研究表明,UTI可以大大提高冻存男性和女性尿液样品中DNA的稳定性和基因分型成功率。 0.2 mg/mL的UTI浓度就足够了。 当怀疑样本处理或切换时,这些结果可以实现从储存尿液中进行法医识别。 尿液是一种无创样本,在其他组织不可用时可能有所助益。
还有哪些问题?
作者指出需要进一步研究尿液样本之间变异的来源和DNA降解的原因。 他们的研究对象仅限于健康的中国成人,所以结果可能无法推广。 在各种条件下储存更广泛人群的尿液样品且储存时间更长可以加强结论。 与其他稳定方法的比较可以揭示UTI是否优越。 UTI的保护作用机制尚不清楚。
这如何影响法医遗传学?
该研究证明了通过在冻存期间添加UTI可以稳定尿液DNA进行基因分型。 如果进一步验证支持,该方法可以扩大可用于法医DNA分析的样品范围。 当理想的血液或口腔拭子等组织不可用时,储存的尿液可以提供替代来源,例如尸体腐败的情况。采集无创伤,因此对受害者可能更可取。 但质量控制至关重要,因为尿液DNA产率低且易降解。
未来研究的展望是什么?
下一步可以包括测试不同供体、更长储存时间和各种温度条件下UTI的效果。 与其他化学稳定方法的直接比较可以揭示UTI的任何优势。 了解UTI的DNA保护机制可以提供更多的保护剂。 应权衡UTI与立即提取DNA的成本效益。 最终,在案件工作中实现UTI稳定尿液样品需要遵循法医指南进行充分验证。 但这项初步研究证明了其潜力。
参考文献
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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