2022年05月31日发布 | 1996阅读
肿瘤

基于MCOF生物传感器装置检测胶质瘤患者血清miRNA的诊断价值

胡柯嘉

上海交通大学附属瑞金医院

徐涛

海军军医大学附属长征医院

王知秋

复旦大学附属华山医院

达人收藏




































































































































复旦大学药学院智能给药教育部重点实验室的黄容琴等采用单体介导的原位界面生长策略,制备以均匀Fe3O4纳米组装为核心的、以高晶COF为躯壳的磁性共价有机骨架纳米球,用于胶质瘤敏感性检测,结果发表于2021年12月《Bioactive Materials》杂志。


——摘自文章章节

Ref: Liang D, et al. Bioact Mater. 2021 Dec 18;14:145-151. doi: 10.1016/j.bioactmat.2021.11.033. eCollection 2022 Aug.


研究背景




对胶质瘤患者进行手术联合放疗或化疗是主要治疗手段。但生存率仍然较低。由于胶质瘤难以早期发现,致使大多数患者在确诊时已错过最佳治疗期,早期发现和准确诊断对胶质瘤的疗效意义重大。目前MRI、CT等影像学方法是检测肿瘤的常用手段,然而,在病变早期体积较小时,很难鉴别其良性或恶性。组织活检可以提高诊断准确性,但具有侵袭性。相比之下,液体活检检测体液中肿瘤标志物(包括miRNA、ctDNAs、蛋白质、外泌体和CTCs),既简单、快速,又无侵袭性,在癌症诊断中具有巨大的前景。其中,miRNA是靶向相应信使RNA转录后下调某些基因表达的非编码小分子RNA,在肿瘤发生过程中表现出较高的特异性,可用于肿瘤的液体活检诊断。最近,研究发现miRNA-182对胶质瘤细胞的增殖和侵袭起重要的调节作用,其高特异性提示胶质瘤的发生和发展,可以作为胶质瘤准确诊断甚至预测预后的特殊标志物。然而,人血液中miRNA-182稀少,成分复杂,实现灵敏检测也是巨大的挑战。


复旦大学药学院智能给药教育部重点实验室的黄容琴等采用单体介导的原位界面生长策略(monomer-mediated in-situ interface growth strategy),制备以均匀Fe3O4纳米组装为核心的、以高晶COF为躯壳的磁性共价有机骨架纳米球(magnetic covalent organic framework nanospheres,MCOF),用于胶质瘤敏感性检测,结果发表于2021年12月《Bioactive Materials》杂志。


研究结果



研究结果显示,基于MCOF与发夹结构DNA独特的相互作用,构建荧光信号扩增的miRNA生物传感器。可实现不同基质中miRNA-182的灵敏检测,其中血清样本的检出限、线性范围和决定系数(R2)分别达到20fm、0.1pM-10pM和0.991。此外,根据日内/日间(intra-day/inter-day)相对标准差(RSD)较低和提取回收率较高,观察到其具有良好的稳定性和精密度。术前测量胶质瘤患者血清中miRNA-182,其浓度明显高于健康人群,术后显著下降。最后,研究者提出利用该生物传感器验证毛细管芯片系统,实现微量血清样品中miRNA-182的可视化检测。


研究结论



研究者采用MCOF和两个发夹结构DNA探针构建荧光信号扩增的检测miRNA生物传感器。由于双链DNA(dsDNA)或发夹结构DNA在MCOF上不同吸附效应诱导特殊荧光猝灭或扩增,可以实现对胶质瘤患者血液中的miRNA-182灵敏定量。研究发现,胶质瘤患者术前明显升高的miRNA-182,术后显著下降。而且,该生物传感器还可以通过概念验证毛细管芯片系统实现微量样品中miRNA-182的可视化检测。该研究发现表明,基于MCOF的生物传感器对胶质瘤的准确诊断和判断预后具有巨大潜力。


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