孙佳姝课题组在细胞外囊泡一步法热泳检测用于前列腺癌精准诊断领域取得新进展

qingsuanzhi

近日，孙佳姝课题组和复旦大学附属肿瘤医院戴波教授合作，在基于一步法热泳的细胞外囊泡膜蛋白逻辑运算用于前列腺癌精准诊断领域取得重要进展。相关研究成果以One-Step Thermophoretic AND Gate Operation on Extracellular Vesicles Improves Diagnosis of Prostate Cancer为题在线发表于《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: 10.1002/anie.202207037）。

基于一步法热泳的细胞外囊泡膜蛋白逻辑运算用于前列腺癌精准诊断

        前列腺癌是男性常见的恶性肿瘤之一，其早期精准诊断是改善患者预后的重要手段。肿瘤来源的细胞外囊泡（extracellular vesicles）与肿瘤的发生发展密切相关，因此被视为新一代无创肿瘤诊断检测靶标。然而，目前细胞外囊泡检测通常依赖复杂的前处理步骤，且细胞外囊泡具有很强的异质性，严重阻碍了细胞外囊泡的临床诊断应用。孙佳姝课题组长期致力于高灵敏、高特异的细胞外囊泡分子标志物检测研究，提出了微流控热泳生物传感新策略，实现了细胞外囊泡携带蛋白、核酸等生物标志物的高灵敏定量测量（Nat. Biomed. Eng., 2019, 3, 183-193; J. Am. Chem., Soc. 2020, 142, 4996-5001; Nat. Commun., 2021, 12, 2536; J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 1290-1295; Nano Today, 2021, 38, 101203）。
         在前期研究工作基础上，研究团队发展了一种基于一步法热泳的细胞外囊泡检测方法，通过在15分钟内高特异性检测血清样本中的肿瘤细胞外囊泡实现前列腺癌的无创精准诊断。该方法仅需将样本与AND逻辑运算识别探针（PSMA-L-Cy3与Cy5-R-EpCAM）以及高分子聚合物PEG 8000混合后转入热泳微腔，并利用近红外激光照射微腔。在此过程中，细胞外囊泡热泳操控富集与细胞外囊泡表面蛋白AND逻辑运算识别同步发生。10分钟后，通过检测激光照射位置荧光信号，即可实现共表达EpCAM与PSMA细胞外囊泡的定量检测。通过直接检测血清样本中肿瘤相关细胞外囊泡（PSMA+，EpCAM+），本方法可有效区分位于PSA灰区（PSA: 4.0-10.0 ng ml-1）的前列腺癌患者与良性前列腺增生患者，曲线下面积（AUC）达到0.95，准确率达到91 %，显著优于临床血清标志物PSA。
        本论文的第一作者为国家纳米科学中心特别研究助理邓瑾琦、博士研究生赵帅与复旦大学附属肿瘤医院博士研究生李俊宏，通讯作者为国家纳米科学中心孙佳姝研究员、田飞博士与复旦大学附属肿瘤医院戴波教授。该成果得到了国家自然科学基金委、科技部重点研发计划、中科院战略性先导科技专项以及中国博士后科学基金的支持。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202207037。
       文章来源：国家纳米科学中心
       孙佳姝，国家纳米科学中心研究员，优青，博士生导师。2006年获得北京理工大学材料科学与工程学士学位，2010 年获得美国范德堡大学机械工程博士学位。2011 年加入国家纳米科学中心后，致力于发展新型生化分析技术，利用微流控芯片平台，在重大疾病的早期、快速多靶标（核酸，蛋白，及细胞）诊断、多功能纳米分析材料构建、以及单细胞分析检测技术等方面，进行了较为系统的基础及应用研究。已在国际高水平期刊发表多篇研究论文，并有十余项专利申请。