表观遗传学是指在DNA序列不发生变化的情况下,基因表达的可遗传变化。表观遗传生物标志物的异常表达与多种疾病有关。因此,表观遗传生物标志物的定量分析对于疾病的早期诊断、药物筛选、疾病治疗的预后以及发现新的生物学功能具有重要意义。表观遗传学的研究内容主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰以及非编码RNA。表观遗传生物标志物的传统检测方法主要包括:酶联免疫吸附法,质谱法,印迹法和同位素测定法。但是,以上方法存在一些局限性,如放射污染、灵敏度低、操作繁琐以及仪器昂贵等,限制了其实际应用。本论文以DNA甲基化和RNA点突变作为研究对象,结合化学发光和实时荧光检测技术,发展了两种高灵敏、高特异的表观遗传生物标志物检测方法。本论文的主要研究内容如下:1、利用甲基化依赖性切割以及核酸功能和结构编码的灵活性,首次发展了一种协同原位自组装的G-四链体DNAzyme纳米线,用于一步检测人类基因组中CpG甲基化。通过一种新的甲基导向核酸内切酶GlaI催化对CpG甲基化5-mCs位点的特异性切割,产生两个具有3′-OH末端的切口。然后,无模板TdT修复切割切口,启动单碱基延伸以生成polyT链。由此产生的poly-T产物可以与发夹1的poly-A环杂交,通过趾端介导的链置换（TMSD）级联反应激活发夹2和发夹3的自主交叉开放。随后DNAzyme与辅因子血红素结合形成血红素/G-四链体纳米结构,可产生用于放大传感的化学发光信号。该纳米器件具有良好的特异性和高灵敏度,体外检测限为0.565 a M,体内可检测至1个细胞。它可以区分0.001%的CpG甲基化水平,量化来自不同人类癌细胞中的不同CpG甲基化靶点,甚至可以区分肺癌和癌前组织中的CpG甲基化表达。重要的是,该纳米器件可以在2小时内以无标记的方式一步等温完成,不涉及任何亚硫酸氢盐转化、荧光标记和PCR扩增过程,有望为基因组甲基化相关的生物医学研究和临床诊断提供一个简单、可靠和通用的平台。2、MicroRNA（miRNA）相关的单核苷酸多态性（miR-SNPs）是一种新型的遗传变异,能改变miRNA的表达/成熟,导致各种功能失调,可作为癌症预后的生物标志物。在本文中,我们开发了一种连接启动的环介导等温扩增（LAMP）策略,可零背景、无标记实时检测miR-SNPs。当突变靶点（miR-196a2T）存在时,两种底物（HP1和HP2）特异性连接形成哑铃形探针（DSP）,可作为模板启动后续LAMP。一旦DSP形成,前置引物和后置引物引发自动、连续重复的聚合延伸和链置换DNA合成,启动等温指数扩增反应,产生大量双链DNA（dsDNA）。利用SYBR Green I作为荧光指示剂,可以简单无标记监测产生的dsDNA。该方法利用连接反应的特异性、LAMP的指数扩增效率和多引物识别介导的定向扩增,可以有效抑制非特异性扩增而产生近零背景。该方法具有超高的灵敏度,检测限为2.46 a M。此外,在大量野生型miRNA中,可以准确区分低至0.001%的突变水平。该方法可以定量分析非小细胞肺癌（NSCLC）患者组织中miR-196a2T的表达水平。