2023-12-18
miRNA是一(yi)類由細(xi)(xi)胞(bao)(bao)的內源(yuan)基(ji)因(yin)編碼的長(chang)度約為(wei)22個核苷酸的非編碼單鏈RNA分子(zi)，在(zai)(zai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)中(zhong)發揮調控作(zuo)用。癌(ai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)獨特的胞(bao)(bao)內環(huan)境可以(yi)通過miRNA等生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)標志物(wu)(wu)反映在(zai)(zai)其外泌體中(zhong)。癌(ai)細(xi)(xi)胞(bao)(bao)來源(yuan)的外泌體miRNA在(zai)(zai)癌(ai)癥生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學中(zhong)發揮著關鍵(jian)作(zuo)用，可以(yi)作(zuo)為(wei)癌(ai)癥診斷的潛在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)標志物(wu)(wu)。然而，外泌體中(zhong)miRNA的水(shui)平非常低。因(yin)此，以(yi)一(yi)種(zhong)易(yi)于(yu)操(cao)作(zuo)的方(fang)式識別、檢測(ce)和量化(hua)疾病相關外泌體miRNA仍然存(cun)在(zai)(zai)挑戰。
在上圖中(zhong)的(de)這項(xiang)最新研究(jiu)中(zhong)，研究(jiu)團隊開(kai)發(fa)出一(yi)種新方法(fa)來檢測微(wei)量的(de)癌癥(zheng)相關的(de)外(wai)泌體(ti)miRNA。該檢測方法(fa)基(ji)于CRISPR-Cas13a系(xi)統，該系(xi)統具(ju)有(you)獨特的(de)RNA酶活(huo)(huo)(huo)性(xing)，而且(qie)靈敏、可靠和(he)有(you)效(xiao)。研究(jiu)團隊先(xian)設計了(le)一(yi)個CRISPR-Cas13a系(xi)統來切割(ge)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)基(ji)團和(he)淬滅(mie)劑(ji)標(biao)(biao)記(ji)的(de)報告分(fen)子，然后(hou)(hou)將(jiang)其包(bao)裝到(dao)脂質(zhi)體(ti)中(zhong)，這一(yi)脂質(zhi)體(ti)相當(dang)于人(ren)造版(ban)外(wai)泌體(ti)，再使(shi)用脂質(zhi)體(ti)介導(dao)的(de)膜融合(he)（MFS）策(ce)略(lve)，將(jiang)CRISPR-Cas13a系(xi)統轉染(ran)到(dao)外(wai)泌體(ti)中(zhong)。由于Cas13a具(ju)有(you)獨特的(de)RNA酶（RNase）活(huo)(huo)(huo)性(xing)，RNA引導(dao)下Cas13a的(de)反式(shi)切割(ge)活(huo)(huo)(huo)性(xing)可以裂解熒(ying)光(guang)(guang)(guang)團和(he)淬滅(mie)劑(ji)標(biao)(biao)記(ji)的(de)報告細胞，導(dao)致靶(ba)標(biao)(biao)RNA觸發(fa)RNA酶激活(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)增(zeng)強。當(dang)脂質(zhi)體(ti)和(he)外(wai)泌體(ti)融合(he)在一(yi)起時，如果外(wai)泌體(ti)中(zhong)存在靶(ba)標(biao)(biao)miRNA序列，CRISPR-Cas13a就會(hui)識別并結(jie)合(he)到(dao)靶(ba)標(biao)(biao)miRNA，然后(hou)(hou)激活(huo)(huo)(huo)反式(shi)切割(ge)活(huo)(huo)(huo)性(xing)，有(you)效(xiao)切割(ge)并產生放大的(de)熒(ying)光(guang)(guang)(guang)信號。
上(shang)圖展示了乳腺癌細(xi)胞（MCF-7）來源的(de)外泌體與健康人乳腺上(shang)皮細(xi)胞（MCF-10A）來源的(de)外泌體以不同比例混(hun)合后，在ZetaView散射(she)光(guang)檢測模式(shi)和熒光(guang)檢測模式(shi)下的(de)檢測情(qing)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(cong)該(gai)臨床樣本的(de)熒(ying)光檢測結(jie)果來看，乳腺(xian)癌患者與健康(kang)捐(juan)贈者的(de)miR-21表達差異顯(xian)著。
研究(jiu)團隊表示，基于CRISPR-Cas13a的(de)MFS-CRISPR平臺，可以直接用(yong)于檢(jian)測(ce)血液樣本，并成功(gong)區分來自(zi)乳(ru)腺癌患(huan)者(zhe)和(he)健(jian)康捐贈者(zhe)的(de)臨床樣本。因此，通過MFS-CRISPR平臺檢(jian)測(ce)分析血液樣本，有望實現更快、更簡便(bian)的(de)癌癥診斷(duan)和(he)監測(ce)。
張俊利，師從(cong)張振中教授，于2021年12月入職于鄭州(zhou)大(da)學藥學院，直聘(pin)副研究(jiu)(jiu)員，主要研究(jiu)(jiu)方(fang)向為生物(wu)標志物(wu)分(fen)析。相(xiang)關研究(jiu)(jiu)成果以(yi)作者或通(tong)訊作者在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(qi)刊(kan)上發(fa)表SCI論文7篇，授權國(guo)家發(fa)明專利1項。
△ 作為(wei)目(mu)前最(zui)新款的NTA產品，ZetaView不僅能(neng)實(shi)現傳統NTA技術(shu)對納(na)米顆粒(li)(li)粒(li)(li)徑和濃度(du)的表(biao)(biao)征，還能(neng)測定(ding)(ding)(ding)樣品在特定(ding)(ding)(ding)條件(jian)下(xia)的Zeta電位(wei)，為(wei)樣品穩定(ding)(ding)(ding)性和表(biao)(biao)面修飾結(jie)果(guo)提(ti)供可靠的數(shu)據(ju)支持。在熒光標(biao)(biao)記實(shi)驗中，ZetaView不僅能(neng)實(shi)現傳統NTA技術(shu)對某個標(biao)(biao)志物的表(biao)(biao)征，還能(neng)通(tong)過配備(bei)雙(shuang)激(ji)光或四激(ji)光，在單次進樣中，同(tong)時完成多(duo)個標(biao)(biao)志物的鑒定(ding)(ding)(ding)，并(bing)提(ti)供可靠的共定(ding)(ding)(ding)位(wei)（Colocalization）檢(jian)測結(jie)果(guo)，幫助用戶(hu)更全(quan)面地(di)了(le)解標(biao)(biao)志物表(biao)(biao)達情況，助力(li)用戶(hu)深度(du)挖(wa)掘(jue)更多(duo)的標(biao)(biao)志物信(xin)息。
相(xiang)比于傳統(tong)的NTA產品，ZetaView不僅功能更全面，其操作和維護也(ye)更加簡單方便。它可(ke)以實(shi)現自動(dong)清洗、自動(dong)校準，樣品池(chi)無需(xu)拆卸，即可(ke)完(wan)成快速清洗。這些(xie)特點都在更大程度(du)地幫助用(yong)戶減少操作時(shi)間、提高實(shi)驗效率，加速用(yong)戶的研(yan)究進(jin)度(du)。ZetaView也(ye)因此而備受(shou)用(yong)戶的青睞(lai)。
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