2023-12-18
miRNA是一(yi)類由(you)細(xi)(xi)胞的內(nei)源基因(yin)編碼的長度(du)約為(wei)22個核(he)苷(gan)酸的非編碼單鏈RNA分子，在(zai)細(xi)(xi)胞中(zhong)發揮(hui)(hui)調控作(zuo)(zuo)用(yong)。癌細(xi)(xi)胞獨特的胞內(nei)環(huan)境可(ke)(ke)以(yi)通過miRNA等生(sheng)物(wu)(wu)標(biao)(biao)志(zhi)物(wu)(wu)反映在(zai)其外(wai)泌(mi)體(ti)中(zhong)。癌細(xi)(xi)胞來源的外(wai)泌(mi)體(ti)miRNA在(zai)癌癥生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)中(zhong)發揮(hui)(hui)著關鍵作(zuo)(zuo)用(yong)，可(ke)(ke)以(yi)作(zuo)(zuo)為(wei)癌癥診(zhen)斷(duan)的潛在(zai)生(sheng)物(wu)(wu)標(biao)(biao)志(zhi)物(wu)(wu)。然(ran)而，外(wai)泌(mi)體(ti)中(zhong)miRNA的水平(ping)非常(chang)低(di)。因(yin)此，以(yi)一(yi)種易于操作(zuo)(zuo)的方式識別、檢(jian)測(ce)和(he)量(liang)化(hua)疾(ji)病(bing)相關外(wai)泌(mi)體(ti)miRNA仍然(ran)存(cun)在(zai)挑戰。
在上(shang)圖中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)這項(xiang)最新研究中(zhong)(zhong)(zhong)，研究團(tuan)隊開發(fa)(fa)出一種新方(fang)法(fa)來(lai)檢(jian)測(ce)微(wei)量的(de)(de)(de)癌(ai)癥(zheng)相關的(de)(de)(de)外(wai)泌(mi)體(ti)(ti)miRNA。該檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)基于CRISPR-Cas13a系(xi)統(tong)，該系(xi)統(tong)具有獨特(te)的(de)(de)(de)RNA酶活性，而(er)且靈敏(min)、可靠和有效(xiao)。研究團(tuan)隊先設計了一個CRISPR-Cas13a系(xi)統(tong)來(lai)切(qie)(qie)割(ge)熒(ying)(ying)光(guang)基團(tuan)和淬滅劑標(biao)(biao)(biao)記的(de)(de)(de)報告分子(zi)，然后將其包裝到(dao)脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)，這一脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)相當于人(ren)造版外(wai)泌(mi)體(ti)(ti)，再使用脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)介導的(de)(de)(de)膜融合(he)（MFS）策略，將CRISPR-Cas13a系(xi)統(tong)轉染到(dao)外(wai)泌(mi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)。由于Cas13a具有獨特(te)的(de)(de)(de)RNA酶（RNase）活性，RNA引導下(xia)Cas13a的(de)(de)(de)反式切(qie)(qie)割(ge)活性可以裂(lie)解(jie)熒(ying)(ying)光(guang)團(tuan)和淬滅劑標(biao)(biao)(biao)記的(de)(de)(de)報告細胞，導致靶(ba)標(biao)(biao)(biao)RNA觸發(fa)(fa)RNA酶激(ji)活后熒(ying)(ying)光(guang)增強。當脂(zhi)(zhi)質(zhi)體(ti)(ti)和外(wai)泌(mi)體(ti)(ti)融合(he)在一起時，如(ru)果外(wai)泌(mi)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)(zhong)存在靶(ba)標(biao)(biao)(biao)miRNA序列，CRISPR-Cas13a就(jiu)會識(shi)別并結合(he)到(dao)靶(ba)標(biao)(biao)(biao)miRNA，然后激(ji)活反式切(qie)(qie)割(ge)活性，有效(xiao)切(qie)(qie)割(ge)并產(chan)生放大的(de)(de)(de)熒(ying)(ying)光(guang)信號。
上(shang)圖(tu)展示了乳腺(xian)癌細胞（MCF-7）來源(yuan)的(de)(de)外泌體與(yu)健(jian)康人乳腺(xian)上(shang)皮細胞（MCF-10A）來源(yuan)的(de)(de)外泌體以(yi)不同比例混合后，在ZetaView散射光(guang)檢(jian)(jian)測(ce)模式和熒光(guang)檢(jian)(jian)測(ce)模式下的(de)(de)檢(jian)(jian)測(ce)情況：
A圖：散射光模式下，盡管不同樣品的混合比例不同，但ZetaView能檢測的外泌體顆粒數量比較接近；熒光模式下，隨著含miR-21核酸的癌細胞外泌體比例降低，ZetaView檢測到的熒光顆粒明顯減少。
B圖：ZetaView散射光模式下測到的外泌體顆粒總濃度比較接近。
C圖：ZetaView熒光模式下測到的熒光顆粒濃度隨著癌細胞外泌體比例降低而明顯降低。
從該臨床樣本(ben)的(de)熒(ying)光檢測結果來看，乳腺癌患者與健(jian)康捐贈者的(de)miR-21表達差(cha)異顯著。
研(yan)究團隊表示，基于CRISPR-Cas13a的(de)(de)MFS-CRISPR平臺，可以(yi)直接用于檢(jian)測(ce)血液(ye)樣本(ben)，并(bing)成功區分(fen)來自乳(ru)腺癌患(huan)者和健康捐贈(zeng)者的(de)(de)臨(lin)床樣本(ben)。因(yin)此(ci)，通過MFS-CRISPR平臺檢(jian)測(ce)分(fen)析血液(ye)樣本(ben)，有(you)望實現更(geng)快(kuai)、更(geng)簡便的(de)(de)癌癥診斷和監測(ce)。
張俊利，師從張振中教授(shou)，于2021年12月入職于鄭(zheng)州大學(xue)藥(yao)學(xue)院，直聘副研(yan)究員，主要研(yan)究方(fang)向為生物標志物分(fen)析。相(xiang)關研(yan)究成(cheng)果以作(zuo)者或通訊作(zuo)者在(zai)Journal of Extracellular Vesicles（2020，IF：25.841）、ACS Sensors（2023, IF：9.618）、Analytical Chemistry（2023, IF：8.008）、ACS Applied Materials & Interfaces（2020, IF：9.229）、Nanoscale（2022, IF：8.307）、Sensors and Actuators B:Chemical（2018, IF：6.393）和ACS Biomaterials Science & Engineering（2021, IF：5.395）等期刊上發表SCI論(lun)文(wen)7篇(pian)，授(shou)權(quan)國家發明(ming)專利1項。
△ 作(zuo)為目(mu)前最新款(kuan)的(de)(de)NTA產(chan)品，ZetaView不僅能(neng)實現傳統NTA技術對納米顆(ke)粒粒徑和(he)(he)濃度的(de)(de)表(biao)征(zheng)，還能(neng)測定(ding)樣品在特定(ding)條件下的(de)(de)Zeta電位，為樣品穩定(ding)性和(he)(he)表(biao)面(mian)修飾結果提(ti)供可靠的(de)(de)數據支(zhi)持(chi)。在熒(ying)光標(biao)記(ji)實驗中，ZetaView不僅能(neng)實現傳統NTA技術對某個標(biao)志物的(de)(de)表(biao)征(zheng)，還能(neng)通過(guo)配備雙(shuang)激光或四激光，在單(dan)次進樣中，同(tong)時完(wan)成多(duo)個標(biao)志物的(de)(de)鑒定(ding)，并(bing)提(ti)供可靠的(de)(de)共定(ding)位（Colocalization）檢測結果，幫助(zhu)用(yong)戶(hu)更全面(mian)地了(le)解標(biao)志物表(biao)達(da)情況，助(zhu)力用(yong)戶(hu)深(shen)度挖掘更多(duo)的(de)(de)標(biao)志物信息。
相比于傳統的(de)(de)NTA產品，ZetaView不僅功能更(geng)全(quan)面，其操作和維護也(ye)(ye)更(geng)加簡單方便(bian)。它可以(yi)實現自動清洗(xi)、自動校準(zhun)，樣品池無需拆卸(xie)，即可完成快速清洗(xi)。這些特(te)點都在更(geng)大程度地幫助用(yong)戶(hu)(hu)減少操作時(shi)間、提高實驗效率，加速用(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)研究進度。ZetaView也(ye)(ye)因此而備受用(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)青睞。
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