國(guó)家納米中心microRNA精準(zhǔn)檢測(cè)研究取得進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心李樂(lè)樂(lè)課題組在microRNA在體精準(zhǔn)檢測(cè)方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果“A NIR Light Gated DNA Nanodevice for Spatiotemporally Controlled Imaging of MicroRNA in Cells and Animals”以封面文章發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》上（Journal of the American Chemical Society, 2019, DOI：10.1021/jacs.9b01931）。論文第一作者是國(guó)家納米中心博士后趙健，通訊作者是研究員李樂(lè)樂(lè)。

國(guó)家納米中心microRNA精準(zhǔn)檢測(cè)研究取得進(jìn)展

作為細(xì)胞通路的重要調(diào)控因子，microRNA是一類長(zhǎng)約18-24個(gè)核苷酸的內(nèi)源性非編碼單鏈RNA，在腫瘤的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。microRNA已成為一類重要的腫瘤標(biāo)志物，其精準(zhǔn)檢測(cè)對(duì)于生物醫(yī)學(xué)研究、疾病診斷和治療具有重要意義。然而，目前報(bào)道的細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)體系遵循“始終開(kāi)啟”的設(shè)計(jì)原理，一旦遇到靶標(biāo)將立即進(jìn)行識(shí)別和響應(yīng)，從而導(dǎo)致低的時(shí)空分辨率和低的檢測(cè)準(zhǔn)確性。因此，開(kāi)發(fā)新的分析方法和技術(shù)，在細(xì)胞和活體水平實(shí)現(xiàn)microRNA可控的精準(zhǔn)檢測(cè)，依然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

李樂(lè)樂(lè)課題組將分子信標(biāo)設(shè)計(jì)與上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米技術(shù)巧妙結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)近紅外光遠(yuǎn)程操控的智能型DNA納米器件，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞和活體水平“時(shí)-空”可控的microRNA精準(zhǔn)檢測(cè)。該研究設(shè)計(jì)和合成了環(huán)狀區(qū)修飾光敏基團(tuán)的分子信標(biāo)，并將其可控地裝載在上轉(zhuǎn)換納米顆粒表面，構(gòu)建了一個(gè)傳感功能可被遠(yuǎn)程激活的醫(yī)用納米器件。該納米器件對(duì)microRNA的的檢測(cè)功能處于“關(guān)閉”狀態(tài)，當(dāng)?shù)竭_(dá)細(xì)胞內(nèi)特定位置后，在近紅外光的照射下，上轉(zhuǎn)換納米顆粒局域地轉(zhuǎn)換并發(fā)出高能紫外光，進(jìn)而“開(kāi)啟”分子信標(biāo)對(duì)microRNA的傳感功能，有效提高了檢測(cè)的精準(zhǔn)性和時(shí)空分辨率。課題組進(jìn)一步利用該納米器件實(shí)現(xiàn)了小鼠腫瘤內(nèi)microRNA的激活型精準(zhǔn)成像。該工作展示了智能型納米器件在microRNA等腫瘤標(biāo)志物精準(zhǔn)檢測(cè)方面的潛力，極大地?cái)U(kuò)展了精確生物分析的工具箱，并將為腫瘤發(fā)生、發(fā)展等生物機(jī)制研究以及癌癥早期診斷提供技術(shù)支持。該研究得到國(guó)家人才計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。