生物傳感器能夠通過體內(nèi)或液體活檢成像實現(xiàn)腫瘤診斷，但其仍面臨著進入腫瘤部位的效率低下和缺乏可靠的腫瘤相關生物標志物等挑戰(zhàn)。有鑒于此，湖南大學楚霞教授和陳婷婷教授構(gòu)建了一種基于多功能肽核酸(PNA)/肽共聚物和DNA四面體的雙模態(tài)生物傳感器，并將其用于腫瘤成像和尿液分析。
本文要點：
（1）該生物傳感器可在腫瘤微環(huán)境中被基質(zhì)金屬蛋白酶（MMP）裂解，隨后能夠進入癌細胞，引發(fā)microRNA-21特異性催化發(fā)夾組裝反應。MMP的裂解產(chǎn)物會被釋放到血液中，并通過腎臟被過濾掉。由于PNA是一種合成的DNA類似物，無法被核酸酶和蛋白酶降解，因此其可以作為一種可靠的合成生物標志物。研究發(fā)現(xiàn)，高效液相色譜法能夠?qū)δ蛞褐械腜NA進行檢測。
（2）研究者將該生物傳感器“搭便車”到巨噬細胞膜上，以利用巨噬細胞主動歸巢腫瘤部位和浸潤腫瘤的能力實現(xiàn)了在腫瘤深處的高效遞送。實驗結(jié)果表明，該生物傳感器具有顯著提高的輸出信號，能夠通過尿液檢測對腫瘤體積小至30 ~ 40 mm3的小鼠進行可靠診斷。綜上所述，該研究開發(fā)的搭便車巨噬細胞的雙模態(tài)生物傳感器可作為一種非侵入性工具以實現(xiàn)腫瘤診斷和腫瘤進展評估。
Kaiji Wei. et al. A Multifunctional Peptide Nucleic Acid/Peptide Copolymer-Based Dual-Mode Biosensor with Macrophage-Hitchhiking for Enhanced Tumor Imaging and Urinalysis. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c10562
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10562
