呼吸内科

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医教研工作

Science子刊 | 基于单个胞外囊泡EVs的高通量液体活检技术,助力疾病诊断与动态检测

发布日期:2021-02-26

 

 

 

 

细胞外囊泡(EVs)是一般小于1000nm,由被脂质双分子层分隔的细胞中自然释放出来的颗粒。EVs包括核内体来源的外泌体(30-150nm)和质膜来源的微泡。EVs包含蛋白质、DNA、mRNA和非编码RNA(如miRNAs和lncRNA)。最新研究结果表明,EVs与肿瘤的起始、发展和转移高度相关,使其成为潜在的癌症检测生物标志物。例如,癌细胞释放的外泌体PD-L1可以通过远程阻断CD8+ T细胞上的PD-1来促进肿瘤进展。因此,在免疫治疗期间监测外泌体PD-L1的表达水平是至关重要的。

作为一种液体活检方法,EVs具有多种优势,如生物液的丰富性及保护蛋白质和核酸不被其脂质双层膜降解等。然而,由于过小的体积(50-1000nm),其内蛋白质和核酸的量化十分具有挑战性。

近日,来自上海复旦大学附属中山医院的研究团队开发的高通量纳米生物芯片集成系统液体活检系统(High-throughput Nano-bio Chip Integrated System for Liquid Biopsy,HNCIB)。该技术是首个能够从EVs表面和腔内同时检测和分析多种生物标志物的技术,有望成为同时检测疾病特异性EVs表面蛋白和内部分子的新平台,提供更全面的EVs表型和疾病状态信息,提高疾病诊断、治疗动态监测及预后的敏感性、特异性和准确性。

该研究开发的HNCIB系统使用高通量纳米生物芯片进行高效、定向EVs捕获,并使用全内反射荧光显微镜(TIRFM)进行快速、高分辨率检测。其开发的深度算法可以实现自动化分析,获得欧洲杯滚球平台:mRNA/miRNA和膜蛋白分布的半定量到定量信息,以及多种蛋白的分配和比例信息。  

该技术允许快速的单EV分析(总分析时间约为6小时),并且只需要非常小的样本量即可(约90μl血浆)。据悉,该技术是首个能够从EVs表面和腔内同时检测和分析多种生物标志物的技术。以肺癌为例,该研究证明了HNCIB系统能够同时检测LUAD患者和健康供体EVs的PD-L1蛋白和mRNA/miRNA表达,可见HNCIB系统能够可靠地评估来自临床样本EVs中的miRNA、mRNA和蛋白表达水平。

该技术有望成为能够同时检测疾病特异性EVs表面蛋白和内部分子的新平台,有助于提高检测的准确性,提供更全面的EVs表型和疾病状态信息,进一步提高疾病诊断、治疗动态监测及预后的敏感性、特异性和准确性。

全文的链接:https://advances.sciencemag.org/content/6/47/eabc1204

 

 

 


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