NEWS

NEWS

與正常細(xì)胞相比,癌細(xì)胞通常在其表面表達(dá)與腫瘤相關(guān)的特異性標(biāo)志物。通過細(xì)胞膜表面多個特異性腫瘤標(biāo)志物來確定癌癥細(xì)胞及其分型以達(dá)到準(zhǔn)確診斷并治療癌癥,一直是科學(xué)家們追求的目的。

最近,湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院和生物學(xué)院教授,化學(xué)生物傳感與計量學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任譚蔚泓領(lǐng)導(dǎo)的分子科學(xué)和分子醫(yī)學(xué)實(shí)驗室(MBL)利用核酸適配體作為基本的分子元件,在細(xì)胞表面構(gòu)建了一種智能邏輯開關(guān)平臺,依據(jù)細(xì)胞表面多個特異性標(biāo)志物實(shí)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞的自動邏輯分型和給藥。該工作已被國際頂級化學(xué)期刊《美國化學(xué)會志》(Journal of the American Chemical Society,2014,136,1256-1259)接收,并作為spotlights報告。

在前期工作中,他們通過以腫瘤細(xì)胞為靶標(biāo)的指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化進(jìn)化技術(shù)篩選得到多種能結(jié)合腫瘤細(xì)胞表面蛋白的核酸適配體分子探針。(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2006,103,11838-11843;Acc.Chem.Res.2010,43,48-57;Chem.Rev.,2013,113,2842-2862)在此基礎(chǔ)上,他們利用不同核酸適配體對細(xì)胞膜上腫瘤標(biāo)志物的特異性識別將邏輯門模塊組裝在細(xì)胞膜上,并結(jié)合核酸鏈置換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞表面不同標(biāo)志物的“與門”、“或門”或者“非門”邏輯分析,實(shí)現(xiàn)對腫瘤細(xì)胞的準(zhǔn)確識別及智能給藥。與單一腫瘤標(biāo)志物靶向的分子影像和靶向給藥相比,該智能邏輯開關(guān)平臺更能有效識別腫瘤細(xì)胞、區(qū)分腫瘤細(xì)胞間的分子差異,為腫瘤準(zhǔn)確診斷、分型和定制性治療提供了一種頗有潛力的分子工具,有望用于發(fā)展基于核酸適配體的藥物的智能釋放及個體化醫(yī)療體系,為相關(guān)疾病提供更為安全而有效的治療方案。

該課題組長期致力于“核酸適配體及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用”的研究,在核酸適配體基礎(chǔ)理論研究和技術(shù)研發(fā)等方面取得了一些突破。譚蔚泓課題組建立了篩選特異識別腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞之間分子差異的核酸適體分子探針的新方法,并首次提出了利用核酸適體圖譜研究癌癥等重大疾病發(fā)生發(fā)展的分子基礎(chǔ)的新概念,為實(shí)現(xiàn)疾病早期診斷、靶向治療和發(fā)現(xiàn)新的疾病標(biāo)志物提供了重要突破點(diǎn),并形成了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)。

腎臟是人體的重要代謝器官。腎盂炎,腎結(jié)石以及腫瘤等腎臟相關(guān)疾病也是一個世界性的問題,嚴(yán)重影響了患者的勞動能力和生存率。在過去的二十幾年,腎癌發(fā)病率急劇升高。成像技術(shù)的應(yīng)用,在腎臟疾病的診斷及治療中起到了重要的作用。計算機(jī)輔助x射線斷層掃描技術(shù)(CT)是一種強(qiáng)大的非侵襲成像技術(shù),在臨床診斷中應(yīng)用非常廣泛。高分辨率的3D CT能夠?qū)λ信d趣的組織進(jìn)行可視化的結(jié)構(gòu)重建和分割。在造影劑的輔助下,能夠?qū)崿F(xiàn)對腎臟組織成像,觀察腎臟組織的結(jié)構(gòu)及生理機(jī)能異常改變,進(jìn)行腎臟疾病的診斷、治療以及長期疾病進(jìn)程的評估。

小分子碘造影劑是臨床應(yīng)用最為廣泛的造影劑。然而,由于其體內(nèi)清除速率過快,并存在腎毒性以及碘過敏現(xiàn)象,制約了其在腎臟成像中的應(yīng)用。一些基于納米顆粒的CT造影劑(如釓納米顆粒,無熒光的金納米顆粒等),由于其生物毒性以及較大尺寸的限制,也不適合做腎臟成像。而金屬團(tuán)簇是具有超小物理尺寸(小于5 nm)、優(yōu)異熒光的性質(zhì)、較長的循環(huán)時間以及良好的生物相容性,是一種非常有潛力的腎臟CT成像造影劑。然而,迄今為止,還未有關(guān)于金團(tuán)簇用于腎臟CT成像的報道。中國科學(xué)院高能物理研究所高學(xué)云課題組以牛血清白蛋白(BSA)為模板,通過控制BSA與金鹽的反應(yīng)比例,制備出了具有超小物理尺寸(約1.49 nm),較強(qiáng)的645 nm紅色熒光信號,以及CT信號的金團(tuán)簇(40 mM的Au,其HU值接近700)。他們利用這種無標(biāo)記的超小金團(tuán)簇探針,成功地實(shí)現(xiàn)了對小鼠腎臟的2D和3D成像,并且清晰地觀察到了小鼠的腎盂,腎大盞等腎臟系統(tǒng)(圖1)。這種無標(biāo)記的金團(tuán)簇探針,有望用于腎臟畸形等疾病的診斷。http://pubs. acs.org/doi/abs/10.1021/ac503887c。