近日，湖北医药学院附属太和医院临床分子诊断中心彭春艳教授领衔的科研团队持续深耕心血管疾病领域，多项研究成果相继发表于国际权威期刊。其中，最新研究《Synergistic amplification via CHA–HCR for electrochemical and colourimetric dual-mode detection of carotid atherosclerosis biomarker》正式被国际权威期刊《Sensors and Actuators: B. Chemical》（中科院一区，影响因子7.7）接收发表。此外，2024-2025年期间团队以湖北医药学院附属太和医院为唯一研究单位在《Biosensors and Bioelectronics》（中科院一区TOP，影响因子 10.5）、《Talanta》（中科院一区，影响因子6.1）、《Lipids in Health and Disease》（中科院二区，影响因子4.2）发表系列成果。团队构建起涵盖分子机制、蛋白检测、细胞标志物检测、核酸诊断的多维度动脉粥样硬化研究体系，为疾病的精准诊断与病理机制解析提供了重要支撑。论文第一作者及通讯作者单位均为湖北医药学院附属太和医院，彰显了临床分子诊断中心在分子诊断与基础研究交叉融合的创新实力，也标志着团队在生物传感技术用于重大疾病标志物检测领域达到国际先进水平。

动脉粥样硬化作为心血管疾病的主要诱因，其早期诊断与病情监测是降低全球疾病死亡率的关键。传统检测方法存在操作复杂、灵敏度不足、依赖大型设备等局限，难以满足临床早筛与动态监测需求。分子诊断中心团队聚焦这一临床痛点，在临床分子诊断中心的技术平台与人才支撑下，连续推出多项具有自主创新价值的研究成果，为动脉粥样硬化诊断提供了全新解决方案。

2023年，团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表的研究中，首次提出“signal on-off-super on”三明治型适配体传感器策略，针对动脉粥样硬化关键标志物血管内皮生长因子（VEGF）实现高灵敏检测。该技术创新性整合 CRISPR-Cas12a的高效切割活性与电压富集技术，通过AuNPs@Ti₃C₂Tₓ-MXene 纳米复合材料增强电极导电性与探针固定效率，将检测限降至0.33 pM，线性范围覆盖1 pM 至10 μM，成功解决了传统ELISA检测灵敏度不足的难题，为心血管疾病早期筛查提供了精准的蛋白标志物检测工具。

图1. “signal on-off-super on”夹心型适配体传感器示意图

2025年，团队在《Talanta》上推出升级版检测平台 —— 集成化多功能自制细胞传感器。该系统以内皮-间质转化（EndMT）关键标志物CD31为检测靶点，创新性融合硅掺杂碳量子点（Si-d-CQDs）的双信号特性与 CRISPR-Cas12a 的信号放大功能，实现了细胞培养、电刺激、荧光-电化学双模式检测的“三位一体”。传感器采用ITO/CS-MXene/PANI复合材料构建高生物相容性界面，检测限低至4 particles mL⁻¹，线性范围达1×10¹至1×10⁶ particles mL⁻¹，可动态监测EndMT不同阶段的CD31 表达变化，为动脉粥样硬化病理机制研究与早期干预提供了全新技术支撑。

图2. 细胞传感器的工作原理。(A)自制电化学细胞传感器的分步制备示意图。(B)基于硅基量子点和CRISPR -Cas12a的CD31检测原理。

2026年最新发表于《Sensors and Actuators: B. Chemical》的研究则针对颈动脉粥样硬化特异性核酸标志物lncRNA SOX2-OT，开发了无酶、无标记的电化学/比色双模式传感器。该技术通过催化发夹组装（CHA）与杂交链式反应（HCR）的级联信号放大策略，结合四面体DNA 纳米结构（TDN）优化探针排列，实现了10 aM 的超灵敏检测。电化学通道用于精准定量分析，比色通道可通过肉眼观察颜色变化实现快速筛查，临床样本检测结果与颈动脉超声及qRT-PCR高度一致，且能有效区分不同严重程度的患者，为颈动脉粥样硬化的分子诊断与病情分级提供了一体化解决方案。

图3. 电化学传感器的结构示意图及工作原理

除生物传感技术研究外，团队还深入探索了动脉粥样硬化发生的分子机制。团队在《Lipids in Health and Disease》发表的研究，揭示了蛋白磷酸酶2催化亚基 β（PPP2CB）在动脉粥样硬化相关血脂异常中的调控作用。研究通过临床样本、动物模型及细胞实验的多层级验证，发现PPP2CB在动脉粥样硬化患者外周血白细胞、高脂饮食喂养的ApoE⁻/⁻小鼠动脉斑块及高脂刺激的肝细胞中表达显著上调。机制上，PPP2CB可与凝集素样氧化低密度脂蛋白受体1（LOX-1）直接相互作用，通过激活LOX-1/丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）/细胞外信号调节激酶（ERK）信号通路，促进肝细胞脂质积累和低密度脂蛋白摄取，进而加剧动脉粥样硬化进展。该发现为动脉粥样硬化的靶向治疗提供了新的分子靶点，也为理解疾病相关血脂异常的调控网络提供了新视角。

图4 与动脉粥样硬化相关的差异表达基因的检测与特征分析

临床分子诊断中心近年来持续加强学科平台建设与人才培养，在分子诊断、生物传感、微生态与免疫调控、质谱技术等交叉领域形成了稳定的研究方向。在彭春艳教授的指导带领下团队明确了多方向的研究转化目标：其中袁国林博士、朱德雯博士长期致力于感染性疾病与心血管疾病的分子诊断，在生物传感界面构建、信号放大策略开发、疾病标志物检测等方面形成了特色研究方向；刘静涛博士聚焦HIV感染相关的肠道微生态研究，探索肠道菌群与宿主免疫在HIV感染过程中的相互作用机制，为艾滋病患者的免疫重建与辅助治疗提供新思路；陆桥博士研究方向为质谱技术开发及应用，致力于开发基于质谱技术的临床代谢组学与蛋白质组学检测方法，建立高通量、高灵敏度的质谱分析平台，为疾病的精准诊断与预后评估提供技术支撑。胡培博士主要研究方向为肿瘤的早期诊断与治疗，结合中心二代测序与分子诊断技术，开展肿瘤辅助诊断标志物的筛选与验证，同时探索肿瘤发生发展的分子机制；夏先如博士研究方向为分子与感染免疫和动脉粥样硬化机制研究。该团队围绕心血管疾病的分子发病机制，探索免疫调控与代谢紊乱的交互作用，同时关注感染因素在疾病发生发展中的作用。

团队先后承担国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、湖北省卫健委科研重点项目等多项课题，相关成果为提升医院科研水平与临床服务能力奠定了坚实基础。未来，中心将继续围绕重大疾病早期诊断与分子机制开展深入研究，推动基础研究成果向临床应用转化，为患者提供更加精准有效的诊疗策略。

论文链接：

1. Yuan G, Xia X, Zhang J, Huang J, Xie F, Li X, Chen D, Peng C. (2023). A novel "signal on-off-super on" sandwich-type aptamer sensor of CRISPR-Cas12a coupled voltage enrichment assay for VEGF detection. Biosensors & bioelectronics, 221, 114424.

2. Yuan G, Cheng D, Huang J, Wang M, Xia X, An H, Xie F, Li X, Chen J, Tang Y, Peng C. (2025). An integrated and multifunctional homemade cell sensor platform based on Si-d-CQDs and CRISPR-Cas12a for CD31 detection during endothelial-to-mesenchymal transition. Talanta, 287, 127612.

3. An H, Cheng DL, Xia XR, Li XD, Ruan ZH, Peng CY. (2025). PPP2CB aggravates atherosclerosis-related dyslipidemia via LOX-1/MAPK/ERK signaling pathway. Lipids Health Dis, 24(1):229.

4. Chen Jiayi, Yuan Guolin, Shang Hui, Li Xiandong, Guo Xiaopeng, Hu Yanan, Zhu Dewen, Xie Fei, Xie Longchuan, Tang Yijun and Peng Chunyan.(2026). Synergistic amplification via CHA-HCR for electrochemical and colourimetric dual-mode detection of carotid atherosclerosis biomarker. Sensors and Actuators: B. Chemical, 455, 139650.