納米馬達作為探測癌癥環(huán)境的探針

來(lái)自印度科學(xué)研究所(IISc)的跨學(xué)科研究人員團隊使用了3-D腫瘤模型和磁性驅動(dòng)的納米馬達來(lái)探測癌細胞的微環(huán)境。該團隊由納米科學(xué)與工程中心(CeNSE)和分子繁殖，發(fā)展與遺傳學(xué)系(MRDG)的研究人員組成。

 

在發(fā)表于A(yíng)ngewandte Chemie的工作中，該團隊通過(guò)外部磁場(chǎng)通過(guò)腫瘤模型遠程操縱螺旋納米電機，以感測，標測和量化細胞環(huán)境的變化。該模型包含嵌入重構的基底膜基質(zhì)中的健康細胞和癌細胞，并模擬乳腺癌環(huán)境。

這項研究強調了通過(guò)操縱腫瘤內的納米馬達并等待它們定位在癌部位附近來(lái)靶向癌細胞的新方法。“我們試圖在腫瘤模型中將納米馬達推向癌細胞，并觀(guān)察到它們粘在癌細胞附近的基質(zhì)上，但是在正常細胞附近卻沒(méi)有觀(guān)察到，”作者，博士Debayan Dasgupta說(shuō)。CeNSE的學(xué)生。

的細胞外基質(zhì)(ECM)是由活細胞到它們附近分泌的蛋白質(zhì)和碳水化合物的復雜3-d網(wǎng)絡(luò )。但是，當癌細胞將新鮮物質(zhì)分泌到ECM中時(shí)，它會(huì )破壞健康細胞周?chē)烊籈CM的化學(xué)和物理組成，從而破壞當地環(huán)境。因此，了解細胞微環(huán)境如何因癌細胞而改變并定量測量這些變化對于了解癌癥的進(jìn)展至關(guān)重要。

在當前的研究中，研究人員發(fā)現，隨著(zhù)納米馬達接近癌細胞膜，它們對基質(zhì)的粘附力要強于對正常細胞的粘附力。為了測量納米馬達與基質(zhì)的結合強度，研究小組計算了克服粘附力并向前移動(dòng)所需的磁場(chǎng)強度。

“這意味著(zhù)癌細胞正在發(fā)揮作用。因此，我們進(jìn)行了一些測量，發(fā)現其[粘附力]取決于細胞的類(lèi)型，相互作用的強度以及納米馬達接近細胞的哪一側。” CeNSE的副教授，高級作者之一Ambarish Ghosh。“終，我們終發(fā)現了重要生物環(huán)境的物理特性。”

納米馬達似乎更好地粘附于癌細胞的原因是其帶電的ECM。研究人員發(fā)現，這可能是由于存在2,3-連接的唾液酸，這是一種糖綴合的分子，在癌細胞環(huán)境中賦予負電荷。他們使用熒光標記物可視化了這些糖的分布，發(fā)現唾液酸分布在距癌細胞表面多40微米的位置，即納米馬達具有很強的粘附力的距離相同。

為了抵消這種粘合效應，研究小組在全氟辛基三乙氧基硅烷(PFO)上涂覆了納米馬達，從而使其免受了帶電環(huán)境的影響。包被的納米馬達沒(méi)有粘附在癌細胞附近的基質(zhì)上，而未包被的馬達緊貼在基質(zhì)上，這證實(shí)了帶負電荷的癌癥微環(huán)境與傳入的納米馬達相互作用從而使它們無(wú)法移動(dòng)的事實(shí)。

“什么來(lái)作為一個(gè)美麗的驚喜的是，這樣的環(huán)境中，我們發(fā)現，侵襲性的癌癥細胞終使它們粘重塑他們的環(huán)境，并在特定帶電糖更豐富，” Ramray銖，助理教授MRDG和的人說(shuō)高級作者。“這種充電有可能被用來(lái)靶向和殺死隱藏在其正常對應物中的微小癌細胞群，為此我們將這些研究擴展到活體動(dòng)物上。”

來(lái)源：生物幫

 

qPCR法介紹：

熒光定量PCR法（qPCR）：是在常規PCR基礎上，將『針對支原體特異性保守序列的探針』做熒光標記，使PCR擴增后的產(chǎn)物帶有熒光，利用熒光信號的變化和配套軟件，進(jìn)行DNA擴增反應的實(shí)時(shí)監測，簡(jiǎn)稱(chēng)qPCR。

優(yōu)點(diǎn)：①靈敏度高、特異性強。

②時(shí)間短，2-3小時(shí)出結果。

③檢測結果可定量。

④操作簡(jiǎn)便。

缺點(diǎn)：①對于已做支原體滅活處理的樣品，由于支原體DNA仍舊存在其中，PCR結果會(huì )出現假陽(yáng)性。（可用培養法做補充驗證）

②不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的試劑盒質(zhì)量差異巨大（由于引物及內在設計不同），需謹慎選擇，盡量在專(zhuān)業(yè)人員推薦指導下使用。