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肿瘤分子标志物单细胞逐层成像新进展

肿瘤分子标志物是肿瘤细胞的特有产物,是一类可反映肿瘤存在的化学类物质,包括肿瘤抗原、糖类抗原、酶、蛋白等,分布在肿瘤细胞的不同部位,有些位于细胞表面,有些位于细胞质内。肿瘤分子标志物的存在或表达变化是研究肿瘤发生、发展以及调控机制的重要基础。通过对不同肿瘤分子标志物表达进行检测,可以帮助肿瘤的诊断、分类、预后以及治疗。近年来,随着生物化学、细胞病理学、分子生物学等学科的发展,肿瘤分子标志物的检测技术不断进步,已从肿瘤组织水平深入到单细胞水平。


目前,已有一些研究探索了单细胞水平上肿瘤分子标志物的分析和成像检测方法,其中基于纳米探针的成像技术尤为发展迅速。尽管如此,设计具有多重解离功能的纳米探针并将其运用于单细胞不同部位多种肿瘤分子标志物的复合成像分析,仍然是一项挑战。


肿瘤分子标志物单细胞逐层成像新进展Fig1: Design of the two-stage disassembly system


针对从细胞表面到细胞质内多层次不同肿瘤分子标志物的复合成像分析这一问题,华东理工大学龙亿涛教授团队设计了一种可层层解析细胞表面肿瘤标志聚糖以及细胞质内肿瘤标志分子的复合等离子体纳米探针。该探针以金纳米粒子为基底,表面功能化可特异性识别细胞膜肿瘤标志聚糖的荧光分子,同时将荧光标记的可靶向识别细胞内肿瘤标志分子的DNA信标修饰在纳米粒子表面,得到多功能化的等离子体纳米探针。探针通过与细胞表面糖基末端的相互作用进入细胞,同时探针表面的糖基识别荧光分子解离并与细胞膜糖基末端结合,标记在细胞表面并产生第一重荧光信号;探针进入细胞后,表面修饰的DNA信标可特异性结合细胞质内目标分子,使得荧光标记的信标分子脱离金纳米粒子表面,产生第二重荧光信号。


在与细胞膜和细胞质内目标分子作用的过程中,探针表面修饰的荧光分子依次解离并与目标分子特异性结合,形成一种可由表及里,逐层解析细胞不同位置肿瘤相关分子的新体系,形成了“层层解装”的新概念,为研究不同肿瘤分子标志物之间相互作用关系和细胞通路提供了新方法,同时也为肿瘤的早期诊断和监测建立了新策略,实现了肿瘤分子标志物单细胞逐层成像研究方面的突破性进展。


相关论文发表在Angew. Chem. Int. Ed. (DOI: 10.1002/anie.201702415)。原文链接如下,或点击下方阅读原文http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201702415/abstract


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