孙佳姝课题组

课题组在基于DNA纳米笼的细胞外囊泡miRNA高选择性热泳测量领域研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.

       细胞外囊泡是由细胞分泌的微纳尺度脂质囊泡,携带有丰富的蛋白、DNARNA等生物分子。肿瘤囊泡所携带的miRNA成熟体(约22个核苷酸)与肿瘤发生发展密切相关,是新型的肿瘤非侵入式诊断标志物。由于囊泡中miRNA成熟体含量低,且存在miRNA前体(含60-70个核苷酸)干扰,如何高灵敏、高选择性地检测囊泡miRNA成熟体,是分析化学领域具有挑战性的难题。

近日,课题组与湖南大学柯国梁教授等人合作,发展了一种基于DNA纳米笼的热泳检测新方法,实现了临床血清样本中囊泡miRNA成熟体的高灵敏、高选择性、原位测量(Angew. Chem. Int. Ed, 2023, 62, 202303121)。该方法首先设计具有尺寸选择性的DNA纳米笼,用于miRNA成熟体的特异性识别。将DNA纳米笼与囊泡共孵育后,囊泡内尺寸较小的miRNA成熟体可以进入纳米笼并在识别后产生荧光信号,同时,尺寸较大的miRNA前体无法进入纳米笼。随后,将囊泡样本与聚乙二醇混合后进行近红外激光照射,在激光介导的温度梯度和聚乙二醇浓度梯度共同作用下,囊泡快速富集并放大其中纳米笼的荧光信号;通过分析热泳汇聚位置处的荧光信号强度,即可实现囊泡miRNA成熟体的高灵敏测量。

作者利用该方法对细胞系分泌的囊泡进行了分析。结果显示,该方法可以特异性检测囊泡所携带的miRNA成熟体,且不受miRNA前体及游离miRNA干扰;对不同乳腺癌细胞系囊泡中miR-21成熟体的检测结果与PCR一致,检测限达到2.05 fM该方法可直接应用于临床乳腺癌血清样本囊泡miRNA的分子图谱测量,无需囊泡分离纯化等复杂前处理。结果显示,基于DNA纳米笼的血清囊泡miRNA图谱可以有效区分乳腺癌患者与健康对照者,曲线下面积为0.92,准确率为90%,区分效果显著优于传统的分子探针。

        本工作受到国家自然科学基金委、国家重点研发计划、中国科学院、湖南省自然科学基金以及中国博士后科学基金会等的资助。

     文章链接:https://doi.org/10.1002/ange.202303121.

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