近日，中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心孫佳姝課題組與上海交通大學(xué)教授韓達(dá)課題組、中國人民解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心教授張少華合作，在腫瘤細(xì)胞外囊泡DNA分子邏輯運(yùn)算與乳腺癌分子分型研究方面取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以Molecular Identification of Tumor-Derived Extracellular Vesicles Using Thermophoresis-Mediated DNA Computation為題，在線發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

細(xì)胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs）是由細(xì)胞分泌的含有蛋白質(zhì)與核酸等生物大分子的納米尺度（30-1000 nm）脂質(zhì)囊泡，通過運(yùn)輸活性分子參與細(xì)胞通訊，是腫瘤液體活檢的重要靶標(biāo)之一。孫佳姝課題組致力于高靈敏、高特異的EV分子標(biāo)志物檢測研究，提出了微流控?zé)嵊綞V測量新理念。針對EV尺寸小、分離難、分子識別效率低等問題，構(gòu)建了微流控?zé)嵊具m體檢測平臺，實(shí)現(xiàn)了均相介質(zhì)中EV的快速高效（>1400倍）富集與表面蛋白圖譜高靈敏測量，并用于癌癥早期診斷和分類（Nature Biomedical Engineering 2019， 3， 183-193）。針對EV內(nèi)microRNA含量少，檢測靈敏度低等問題，構(gòu)建了球形核酸分子探針（nanoflare），結(jié)合微流控?zé)嵊緶y量平臺，實(shí)現(xiàn)了0.5微升血清樣本中EV microRNA的高靈敏檢測，并用于ER+乳腺癌的早期診斷（Journal of the American Chemical Society 2020， 142， 4996-5001）。

分子邏輯運(yùn)算的快速發(fā)展為單生物顆粒水平多種標(biāo)志物同時(shí)測量提供了新思路。該研究選取泛腫瘤蛋白標(biāo)志物EpCAM和乳腺癌標(biāo)志物HER2作為輸入信號（Input），構(gòu)建DNA分子邏輯門（AND），利用雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（hybridization chain reaction，HCR）和微流控?zé)嵊緟R聚放大輸出信號（Output），實(shí)現(xiàn)了乳腺癌腫瘤EV（HER2+，EpCAM+）的高靈敏精準(zhǔn)檢測。臨床乳腺癌病人血清樣本檢測結(jié)果顯示，HER2+，EpCAM+ EV可以提供更豐富準(zhǔn)確的腫瘤信息，并用于乳腺癌精準(zhǔn)診斷與HER2分子分型。該方法為基于EV的腫瘤液體活檢提供了新工具。(生物谷世聯(lián)博研Bioexcellence）

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