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【ACS子刊】信号增强34倍!吴再生团队开发循环肿瘤细胞CTCs检测高灵敏技术:免疫磁珠分离+适体介导双滚环扩增

首页 » 《转》译 2020-11-21 转化医学网 赞(2)
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导读
乳腺癌常被称为“粉红杀手”,其发病率位居女性恶性肿瘤的首位。肿瘤转移是乳腺癌患者死亡的主要原因。而检测血液中的循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell ,CTC)可以帮助医生在早期发现和治疗转移灶,从而增加生存机会。

      CTC是由肿瘤原发灶或转移灶脱落进入血液循环系统的肿瘤细胞。CTC检测通过捕捉检测外周血中存在的CTC水平,监测CTC类型和数量变化的趋势,以便实时监测肿瘤动态、评估治疗效果,实现实时个体治疗。


CTCs示意图 来源 so.tecenet.com


      近日,有研究人员开发出一种方法,可以更灵敏地检测复杂血液环境中的CTC

      该研究由福州大学化学学院的吴再升教授领导,并于1118日发表于《ACS Sensors》杂志,题为“Combination of Immunomagnetic Separation with Aptamer-Mediated Double Rolling Circle Amplification for Highly Sensitive Circulating Tumor Cell Detection”。

      CTC检测是直接从血液中检测肿瘤细胞,利用循环肿瘤细胞检测技术,可以将人体外周循环血液中的肿瘤细胞捕获并检测计数。CTC检测弥补了肿瘤组织难以获取的局限,且能重复取样,具有实时监测功能,目前已在美国、欧洲及我国各大肿瘤中心广泛应用。

      测量CTC可以帮助医生确定患者的预后和最佳治疗方案,但是与其他血细胞相比,这些肿瘤细胞含量非常少,因此难以检测。尽管已开发出一些技术来鉴定血液中的CTC,但它们的灵敏度和特异性有限。因此,吴再升教授及其同事希望找到一种增强CTC荧光信号的方法,以便可以更容易地识别它们。

      在该研究中,研究人员选择了乳腺癌细胞系——BT474,该细胞系像许多乳腺肿瘤一样,会大量产生两种蛋白质,ErbB-2EpCAM。他们使用免疫磁珠分离技术去除了复杂生物学环境中共存的非靶细胞,分离出了乳腺癌细胞,该免疫磁珠上附着了针对ErbB-2的抗体。

      然后,他们添加了一条含有多个单链DNA序列拷贝的DNA链,称为适体,可以识别EpCAM。该链还携带短的DNA序列,可以用来进行酶扩增反应,从而产生许多新的拷贝,这些拷贝可以与荧光探针结合。

      荧光光谱分析结果表明,BT474细胞荧光信号增强了34倍,可定量检测到9/200μL细胞,线性范围为5个数量级,检测性能显著增强。即使在新鲜全血中加入BT474细胞,荧光信号也没有明显的波动,这表明新开发的检测系统适用于复杂环境下CTCs的筛选,有望成为预测肿瘤远端转移和复发的有效工具。

图解摘要

吴再生教授 来源:福州大学肿瘤转移预警和预防研究所

名词解释

免疫磁珠分离技术:

      免疫磁珠(immunomagnetic beads, IMB)是一种均匀,具有超顺磁性及保护性壳的球形小粒子,由载体微球和免疫配基结合而成.免疫磁珠分离技术(immunomagnetic beads separation techniques, IMBS)则是利用免疫磁珠上包被的特异性抗体与抗原发生亲和反应, 从复杂的样品中分离到目标抗原。再利用磁珠的磁响应性,实现对目标抗原的富集。

      免疫磁珠细胞分选可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。应用纳米级的磁珠进行细胞分选时,磁珠的大小和它的组成成份使其可被生物降解,且不会激活细胞或影响细胞的功能和活力,细胞的生理功能也不变,因此磁性标记细胞可立即用于分析和随后的实验。

适体:

      适体(aptamer)是用配体指数富集法系统演化(SELEX)技术从人工体外合成的随机寡核苷酸序列库中反复筛选得到的,能以极高的亲和力和特异性与靶分子结合的一段寡核苷酸序列。

      适体可以是RNA,单链DNA或者双链DNA。适体与靶分子的结合和抗原---抗体作用相似,适体具有明显优于抗体的许多特性。具有靶分子范围广、与配体作用亲和力高特异性强、高度稳定性、安全经济、制备方法简单等优点。经过十几年的发展,适体技术开始广泛应用于分子识别、实验诊断、疾病治疗和药物研究。

      当适体与它的靶分子结合后它的结构也会随之发生变化。(转化医学网360zhyx.com)


参考资料:

1https://medicalxpress.com/news/2020-11-sensitive-circulating-tumor-cells.html

2https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.0c01082#

3https://www.jianshu.com/p/bdc1fc3cb549

4https://xueshu.baidu.com/usercenter/paper/show?paperid=127r0xy0r9130at0v01f0gy0ck261101&site=xueshu_se

5https://www.biomart.cn/specials/4abio/article/528605

6https://baike.baidu.com/item/%E9%80%82%E4%BD%93/10660862?fr=aladdin

7http://so.tecenet.com/detail-3-490799.html

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