近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心孫佳姝課題組和復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院教授戴波合作，在基于一步法熱泳的細(xì)胞外囊泡膜蛋白邏輯運(yùn)算用于前列腺癌精準(zhǔn)診斷領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以One-Step Thermophoretic AND Gate Operation on Extracellular Vesicles Improves Diagnosis of Prostate Cancer為題，在線發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。

前列腺癌是男性常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，早期精準(zhǔn)診斷是改善患者預(yù)后的重要手段。腫瘤來(lái)源的細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles）與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，被視為是新一代無(wú)創(chuàng)腫瘤診斷檢測(cè)靶標(biāo)。然而，目前細(xì)胞外囊泡檢測(cè)通常依賴復(fù)雜的前處理步驟，且細(xì)胞外囊泡具有很強(qiáng)的異質(zhì)性，嚴(yán)重阻礙了細(xì)胞外囊泡的臨床診斷應(yīng)用。孫佳姝課題組致力于高靈敏、高特異的細(xì)胞外囊泡分子標(biāo)志物檢測(cè)研究，提出了微流控?zé)嵊旧飩鞲行虏呗裕瑢?shí)現(xiàn)了細(xì)胞外囊泡攜帶蛋白、核酸等生物標(biāo)志物的高靈敏定量測(cè)量（Nat. Biomed. Eng., 2019, 3, 183-193；J. Am. Chem., Soc. 2020, 142, 4996-5001；Nat. Commun., 2021, 12, 2536；J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 1290-1295；Nano Today, 2021, 38, 101203）。

在前期研究工作基礎(chǔ)上，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種基于一步法熱泳的細(xì)胞外囊泡檢測(cè)方法，通過(guò)在15分鐘內(nèi)高特異性檢測(cè)血清樣本中的腫瘤細(xì)胞外囊泡實(shí)現(xiàn)前列腺癌的無(wú)創(chuàng)精準(zhǔn)診斷。該方法僅需將樣本與AND邏輯運(yùn)算識(shí)別探針（PSMA-L-Cy3與Cy5-R-EpCAM）以及高分子聚合物PEG 8000混合后轉(zhuǎn)入熱泳微腔，并利用近紅外激光照射微腔。在此過(guò)程中，細(xì)胞外囊泡熱泳操控富集與細(xì)胞外囊泡表面蛋白AND邏輯運(yùn)算識(shí)別同步發(fā)生。10分鐘后，通過(guò)檢測(cè)激光照射位置熒光信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)共表達(dá)EpCAM與PSMA細(xì)胞外囊泡的定量檢測(cè)。通過(guò)直接檢測(cè)血清樣本中腫瘤相關(guān)細(xì)胞外囊泡（PSMA+、EpCAM+），本方法可有效區(qū)分位于PSA灰區(qū)（PSA: 4.0-10.0 ng ml^-1）的前列腺癌患者與良性前列腺增生患者，曲線下面積（AUC）達(dá)到0.95，準(zhǔn)確率達(dá)到91 %，顯著優(yōu)于臨床血清標(biāo)志物PSA。

研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)及中國(guó)博士后科學(xué)基金的支持。

論文鏈接

基于一步法熱泳的細(xì)胞外囊泡膜蛋白邏輯運(yùn)算用于前列腺癌精準(zhǔn)診斷

來(lái)源： 國(guó)家納米科學(xué)中心