日本研究团队开发出一种高效且微创的癌症检测设备，该设备利用高性能氧化锌纳米线从体液中选择性捕获细胞外囊泡(EVs)。
该设备能从卵巢癌患者的血清中选择性捕获癌症生物标志物。研究人员成功利用该设备从卵巢癌患者的血清中捕获了与癌症相关的EVs。这些EVs的表面膜蛋白和微小RNA保持完整，表明其具有进行敏感疾病分析的潜力。
这些发现发表在《Device》期刊上（"离散聚酮使抗体点击结合实现选择性外泌体分析"）。
液体活检是一种从血液和尿液等体液中收集疾病相关信息的程序。与传统组织活检相比，它对患者的生理负担更小。
EVs是携带多种分子内容（如微小RNA和信使RNA）的纳米级囊泡，并显示表明其细胞来源的膜蛋白。EVs反映疾病状态，是液体活检的有希望的诊断指标。
从复杂的生物液体中准确高效地分离EVs对于识别与疾病相关的分子至关重要，但传统技术耗时、需要大量样本量且缺乏特异性。
名古屋大学工程研究生院的Takao Yasui教授领导的团队此前曾利用他们开发的氧化锌纳米线实现了高效的EV捕获。
他们现在正与北海道大学的Yasuhide Inokuma教授以及东京科学研究所、京都大学和国家量子科学技术研究所的研究人员合作，开发用于选择性捕获癌源性EVs的抗体结合纳米线技术。
最初的挑战是将抗体附着到纳米线上。传统粘合剂同时结合目标蛋白和非特异性蛋白，并且需要漫长的附着时间。
该团队使用合成聚合物聚酮创建了六种具有不同链长的N-羟基琥珀酰亚胺功能化聚酮(pKNHS)变体。其中，pKNHS 4.2在氧化锌纳米线上的吸附表现出最佳稳定性，并能有效固定抗体，从而实现单步抗体修饰。
评估新技术在培养细胞实验中的表现
研究人员使用pKNHS 4.2评估了抗体结合纳米线对培养的乳腺癌细胞的捕获效率。虽然无抗体纳米线捕获了约65%的CD9阳性EVs，但CD9抗体结合纳米线达到了90%的效率。这些结果证明了该技术在选择性回收目标分子方面的有效性。
进一步的实验表明，用针对卵巢癌标志物CLDN3、FOLR1和TROP2的抗体修饰的纳米线能够选择性回收卵巢癌细胞的EVs。
分析癌症患者和非癌症患者的血清
研究人员使用CLDN3、FOLR1和TROP2抗体修饰的纳米线，从六名高级别浆液性卵巢癌（一种侵袭性卵巢癌亚型）患者和六名非癌症个体的血清中分离EVs。对EVs中微小RNA的分析显示，患者组和非癌症组之间存在明显不同的特征。
当比较用三种抗体捕获的EVs中的微小RNA时，研究人员发现126种微小RNA在所有样本中都存在，表明卵巢癌共享的信号。他们还发现每种抗体特有的微小RNA：CLDN3有40种，FOLR1有37种，TROP2有45种。这些发现表明，具有不同膜蛋白的EVs具有不同的微小RNA特征。
意义和未来展望
"在这项研究中，我们开发了一种纳米线微流体设备，能够通过简单的化学修饰高效选择性捕获与癌症相关的EVs，同时抑制非特异性吸附，"该研究的通讯作者Yasui表示。"我们还证明，这种方法保持了EV膜蛋白和内部微小RNA的完整性，显示出对癌症状态进行高灵敏度分析的强大潜力。"
来源：名古屋大学（注：内容可能为适应风格和长度而编辑）
【全文结束】