高温环境中人源核酸物证的法医学应用进展

doi:10.12116/j.issn.1004-5619.2025.550103

摘要/Abstract

摘要：

DNA鉴定技术被广泛应用于法医学个体识别及亲缘关系判定等方面。然而，火场高温环境常导致DNA严重破坏，影响其证据价值。近年来研究发现，特定核酸分子基于自身独特的生物学特性，在高温降解样本中展现出显著优势。核基因组DNA中的Y染色体STR（Y-chromosome STR，Y-STR）与常染色体STR相比，部分基因座片段更短，在高温引发的DNA链随机断裂过程中，应用Y-STR可有效降低断裂位点落入核心重复区的概率，显著提高分型成功率；线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）因具有较高拷贝数及双链闭环结构，在高温条件下仍保持较高检出率；微RNA（microRNA，miRNA）虽无法用于个体识别，但凭借其稳定性在高温环境中留存率较高，为死亡时间推断提供了新型分子工具。本文系统梳理了高温环境下核基因组DNA和mtDNA的分型效率及其影响因素，总结了高温对组织miRNA表达谱的调控作用，同时，整合了核酸的热损伤机制及诱因，以期为提升火场核酸物证的证据价值提供参考。

关键词: 法医遗传学, 高温环境, 核酸降解, Y染色体STR, 线粒体DNA, 微RNA, 综述

Abstract:

DNA identification technology is widely used in forensic individual identification and kinship analysis. However, the high-temperature environment of fire scenes often causes severe DNA degradation, compromising its evidentiary value. Recent studies have found that certain nucleic acid molecules exhibit significant advantages in high-temperature degraded samples due to their unique biological characteristics. Compared with autosomal STRs, some loci of Y-chromosomal STRs （Y-STRs） have shorter amplicons. During the random breakage of DNA strands induced by high-temperature, the use of Y-STRs can effectively reduce the probability that breakpoints occur within the core repeat regions, which significantly improves the success rate of genotyping. Mitochondrial DNA （mtDNA） maintains a stable detection rate even under high-temperature conditions due to its high copy number and double-stranded closed structure. Although microRNAs （miRNAs） cannot be used for individual identification, their high stability allows them to persist at relatively high levels in high-temperature environments, providing a novel molecular tool for estimating the postmortem interval. This paper systematically reviews the genotyping efficiency of nuclear genomic DNA and mtDNA under high-temperature conditions and the factors affecting their performance. It summarizes the regulatory effect of high-temperature on tissue miRNA expression profiles and integrates the mechanisms and contributing factors of heat-induced nucleic acid damage, with the aim of providing a reference for improving the evidentiary value of nucleic acid evidence recovered from fire scenes.

Key words: forensic genetics, high-temperature environment, nucleic acid degradation, Y-chromosomal STR （Y-STR）, mitochondrial DNA （mtDNA）, microRNA （miRNA）, review

中图分类号:

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图/表 1

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核酸类型	核酸来源	受热条件及应用	文献
常染色体DNA	血液、唾液	150 ℃加热20 min，DNA浓度较初始水平降低约50%；200 ℃加热20 min，可使DNA浓度降低约75%	[4]
	血液	180 ℃加热20 min或加热至220 ℃以上，无法获得DNA分型图谱	[8]
Y染色体DNA	血液、唾液	200 ℃加热20 min，Y-STR降解程度比常染色体STR轻	[14]
	牙齿	300 ℃及以下温度加热2 min，Y-STR位点均可检出	[6]
mtDNA	牙齿	500~600 ℃加热60 min，mtDNA成功扩增	[18]
	骨骼	700 ℃加热90 min，mtDNA成功扩增	[19]
	骨骼	900 ℃加热5 min，可提取到mtDNA	[20]
miRNA	烧伤的小鼠皮肤	小鼠于100 ℃受热4 s致皮肤Ⅱ度烧伤后处死，miR-711和miR-183-3p表达升高，且在死后120 h内保持稳定；而死后烧伤不影响两者的表达	[27-28]

核酸类型	核酸来源	受热条件及应用	文献
常染色体DNA	血液、唾液	150 ℃加热20 min，DNA浓度较初始水平降低约50%；200 ℃加热20 min，可使DNA浓度降低约75%	[4]
	血液	180 ℃加热20 min或加热至220 ℃以上，无法获得DNA分型图谱	[8]
Y染色体DNA	血液、唾液	200 ℃加热20 min，Y-STR降解程度比常染色体STR轻	[14]
	牙齿	300 ℃及以下温度加热2 min，Y-STR位点均可检出	[6]
mtDNA	牙齿	500~600 ℃加热60 min，mtDNA成功扩增	[18]
	骨骼	700 ℃加热90 min，mtDNA成功扩增	[19]
	骨骼	900 ℃加热5 min，可提取到mtDNA	[20]
miRNA	烧伤的小鼠皮肤	小鼠于100 ℃受热4 s致皮肤Ⅱ度烧伤后处死，miR-711和miR-183-3p表达升高，且在死后120 h内保持稳定；而死后烧伤不影响两者的表达	[27-28]