肿瘤细胞的精准影像分析

肿瘤，尤其是恶性肿瘤（癌症）成为人类死亡的主要原因之一。有效区分正常细胞和肿瘤细胞对于癌症的早期预防和治疗具有重要意义。近日，江南大学的匡华教授团队构建了一种同时定量探测细胞内micro RNA和端粒酶水平的高灵敏探针，为细胞癌变的精确测定提供了有效手段。

细胞内端粒酶是一种核糖核蛋白逆转录酶，能够延长端粒的长度，从而响应细胞的正常凋亡，探测细胞内端粒酶的活性可预测细胞的癌变。microRNAs是长度为18-24个核苷酸的非编码小分子RNA，microRNA能促进癌症的复发和转移，可以作为诊断和预测癌症发生的生物标志物。目前，microRNA家族和端粒酶的体外测定已有较多的报道。体外测定需要提取、分离和富集等步骤，在此过程中，microRNA易受到环境中RNA酶的作用而降解，microRNAs的水平在0.35-1.20 amol/ngRNA，细胞内端粒酶的浓度在10^-12～10^-11IU之间，提取液中端粒酶活性的保持也具有重要的影响。因此，发展多种类肿瘤标志物原位、定量、高灵敏分析的方法对于癌症的早期准确诊断具有重要意义。

江南大学的匡华教授团队设计了基于金纳米棒和上转换纳米粒子（UCNP）的卫星式组装结构：首先利用能与microRNA 21（miRNA-21）识别的核酸片段组装形成金棒二聚体，然后通过能与端粒酶识别的核酸片段将UCNP与金棒连接。当细胞中含有目标miRNA-21时，金棒二聚体解离产生拉曼信号；细胞中的端粒酶作用能够使UCNP从金棒表面脱落，从而产生上转换发光信号。组装结构在细胞内的稳定性较好，两种信号互不干扰，microRNA 21（miRNA-21）检测限为0.011 amol/ngRNA，端粒酶的检测限低至3.2×10⁻¹³ IU，完全满足细胞内microRNA和端粒酶的高灵敏定量分析需求。

在实现定量检测的同时，他们分别利用拉曼信号、上转换发光信号进行细胞拉曼成像和激光共聚焦荧光成像，可以直观地区分癌变细胞（Hela细胞、MCF-7细胞）和正常细胞（primary uterine fibroblast 细胞），为监测活细胞内生命物质的变化以及癌细胞的精确定位提供了有力的手段。相关工作发表在Journal of the American Chemical Society 上。江南大学的马伟副教授、硕士生付盼和博士后孙茂忠为论文的共同第一作者。

此外，该团队利用石墨烯与金纳米粒子的组装形成具有圆二色光谱（CD）和拉曼信号响应的高灵敏纳米探针，实现了肿瘤细胞从“外“到“内”的精确测定。该双重检测探针对肿瘤细胞表面癌症标志物-上皮细胞黏附分子（EpCAM）以及细胞内肿瘤标志物miR-21的检测限分别是3.63 pg/mL和0.03 amol/ng RNA。相关工作发表在Advanced Materials 上，江南大学的马伟副教授、博士后孙茂忠为论文的共同第一作者。

1. 该论文作者为：Wei Ma, Pan Fu, Maozhong Sun, Liguang Xu, Hua Kuang and Chuanlai Xu

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Dual Quantification of MicroRNAs and Telomerase in Living Cells

J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 11752, DOI: 10.1021/jacs.7b03617

2. 该论文作者为：Wei Ma, Maozhong Sun, Pan Fu, Si Li, Liguang Xu, Hua Kuang, Chuanlai Xu

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

A Chiral-Nanoassemblies-Enabled Strategy for Simultaneously Profiling Surface Glycoprotein and MicroRNA in Living Cells

Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201703410