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呼吸內(nèi)科

復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院——呼吸內(nèi)科科室簡介

醫(yī)教研工作

Science子刊 | 基于單個胞外囊泡EVs的高通量液體活檢技術(shù),助力疾病診斷與動態(tài)檢測

發(fā)布日期:2021-02-26

 

 

 

 

細胞外囊泡(EVs)是一般小于1000nm,由被脂質(zhì)雙分子層分隔的細胞中自然釋放出來的顆粒。EVs包括核內(nèi)體來源的外泌體(30-150nm)和質(zhì)膜來源的微泡。EVs包含蛋白質(zhì)、DNA、mRNA和非編碼RNA(如miRNAs和lncRNA)。最新研究結(jié)果表明,EVs與腫瘤的起始、發(fā)展和轉(zhuǎn)移高度相關(guān),使其成為潛在的癌癥檢測生物標(biāo)志物。例如,癌細胞釋放的外泌體PD-L1可以通過遠程阻斷CD8+ T細胞上的PD-1來促進腫瘤進展。因此,在免疫治療期間監(jiān)測外泌體PD-L1的表達水平是至關(guān)重要的。

作為一種液體活檢方法,EVs具有多種優(yōu)勢,如生物液的豐富性及保護蛋白質(zhì)和核酸不被其脂質(zhì)雙層膜降解等。然而,由于過小的體積(50-1000nm),其內(nèi)蛋白質(zhì)和核酸的量化十分具有挑戰(zhàn)性。

近日,來自上海復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院的研究團隊開發(fā)的高通量納米生物芯片集成系統(tǒng)液體活檢系統(tǒng)(High-throughput Nano-bio Chip Integrated System for Liquid Biopsy,HNCIB)。該技術(shù)是首個能夠從EVs表面和腔內(nèi)同時檢測和分析多種生物標(biāo)志物的技術(shù),有望成為同時檢測疾病特異性EVs表面蛋白和內(nèi)部分子的新平臺,提供更全面的EVs表型和疾病狀態(tài)信息,提高疾病診斷、治療動態(tài)監(jiān)測及預(yù)后的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性。

該研究開發(fā)的HNCIB系統(tǒng)使用高通量納米生物芯片進行高效、定向EVs捕獲,并使用全內(nèi)反射熒光顯微鏡(TIRFM)進行快速、高分辨率檢測。其開發(fā)的深度算法可以實現(xiàn)自動化分析,獲得關(guān)于mRNA/miRNA和膜蛋白分布的半定量到定量信息,以及多種蛋白的分配和比例信息。  

該技術(shù)允許快速的單EV分析(總分析時間約為6小時),并且只需要非常小的樣本量即可(約90μl血漿)。據(jù)悉,該技術(shù)是首個能夠從EVs表面和腔內(nèi)同時檢測和分析多種生物標(biāo)志物的技術(shù)。以肺癌為例,該研究證明了HNCIB系統(tǒng)能夠同時檢測LUAD患者和健康供體EVs的PD-L1蛋白和mRNA/miRNA表達,可見HNCIB系統(tǒng)能夠可靠地評估來自臨床樣本EVs中的miRNA、mRNA和蛋白表達水平。

該技術(shù)有望成為能夠同時檢測疾病特異性EVs表面蛋白和內(nèi)部分子的新平臺,有助于提高檢測的準(zhǔn)確性,提供更全面的EVs表型和疾病狀態(tài)信息,進一步提高疾病診斷、治療動態(tài)監(jiān)測及預(yù)后的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性。

全文的鏈接:https://advances.sciencemag.org/content/6/47/eabc1204

 

 

 


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