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羅細亮教授團隊在腫瘤標誌物多組分同時成像檢測及光熱治療領域取得新進展
作者:徐升豪  來源:化學院  編輯:唐雯   點擊:[] 日期:2020年11月05日

多個腫瘤標誌物同時檢測可以大大提高癌症診斷的準確性和可靠性,然而目前報道的多個腫瘤生物標誌物同時檢測的工作大多集中在檢測單一類型標誌物(如,兩種蛋白質或兩種核酸),這在某種程度上限制了多種類型標誌物的研究。原位同時獲取細胞內不同空間位置分佈的兩種不同類型腫瘤標誌物(一種蛋白質和一種核酸) 信息不僅能夠實時顯示癌細胞的生理狀態並且消除假陰性或假陽性信號,還可以更準確的定位癌症的病變位點信息,對於癌症的精準早期診斷至關重要。

近期,青島科技大學羅細亮教授和徐升豪副教授課題組,在前期熒光納米團簇和腫瘤標誌物多組分檢測的工作基礎上(Anal. Chem.2019, 91, 13947-13952;Anal. Chem.2018, 90, 4039-4045;Anal. Chem.2014, 86, 11634-11639;Chem. Commun.2020, 56, 4074-4077;ACS Appl. Mater. Interfaces2020, 12, 373-379;Biosens. Bioelectron.2017, 97, 203-207), 以單鏈DNA修飾的兩種不同熒光顏色的金納米簇(Au NCs)為能量供體,以聚多巴胺包覆的金納米雙錐體(Au NBPs@PDA)為能量受體,構建了一種診療一體化多功能納米平台,實現了單一波長激發下同時檢測兩種位於細胞內不同空間分佈的不同類型腫瘤標誌物(MUC1和miRNA-21)以及熒光介導的光熱治療。MUC1與其適配體的競爭性結合導致MUC1適配體標記的Au NCs (610 nm)從Au NBPs@PDA表面分離,開啓紅色熒光。同時,miRNA-21與其互補單鏈DNA的雜交觸發Au NCs (515 nm)的綠色熒光。基於此,實現了細胞內不同空間分佈的兩種腫瘤生物標誌物的同步原位多層成像(圖1)。

圖1 基於核殼結構的多功能納米材料用於細胞內不同空間分佈的兩種不同類型腫瘤標誌物同時成像檢測示意圖。圖片來源:Anal. Chem.

該方法不僅可以實現MUC1和miRNA-21表達水平不同的3個細胞系(MCF-7、HepG2和L02細胞)檢測,還可以實現不同抑制劑處理的癌細胞中的MUC1和miRNA-21的檢測(圖2)。

圖2 基於核殼結構的多功能納米材料用於不同抑制劑處理癌細胞中MUC1和miRNA-21的檢測同時成像圖。圖片來源:Anal. Chem.

此外,Au NBPs@PDA相比於純Au NBPs具有更高的光熱特性,能夠更有效地殺死癌細胞(圖3),顯示出了這種診療一體化平台在精確診斷和腫瘤治療方面的應用潛力。

圖3 基於核殼結構的多功能納米材料用於癌細胞的光熱治療結果。(圖片來源:Anal. Chem.)

該研究成果近期發表在美國化學會分析化學領域頂級期刊Analytical Chemistry上,文章的第一作者是2018級碩士研究生王軍,通訊作者是徐升豪副教授和羅細亮教授。該研究得到國家自然科學基金(21675093、21505081、21974075)、山東省屬優青項目(ZR2019YQ13)、山東省高校優秀青年創新團隊項目(2019KJC007)和泰山學者建設專項基金(ts20110829)的資助支持。

論文鏈接://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.0c03669

Jun Wang, Yuhuan Gao, Pingping Liu, Shenghao Xu,* and Xiliang Luo*, Core−Shell Multifunctional Nanomaterial-Based All-in-One Nanoplatform for Simultaneous Multilayer Imaging of Dual Types of Tumor Biomarkers and Photothermal Therapy,Anal. Chem., 2020, DOI: 10.1021/acs.analchem.0c03669

(撰稿:徐升豪;審核:楊小明)

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