Nature子刊：检测癌症特异性突变的新探针

　　

来自美国宾州大学，东南大学的研究人员发表了题为“Rapid magnetic isolation of extracellular vesicles via lipid-based nanoprobes”的文章，研发出了一种新颖的脂质纳米探针方法，可以快速、经济且高效地分离纳米级的胞外囊泡（nEV），并能够从非小细胞肺癌患者体内分离的纳米胞外囊泡（nEV）里面识别相关遗传突变。

这一研究成果公布在4月10日的Nature Biomedical Engineering杂志上，文章的通讯作者是宾州大学郑思阳（Siyang Zheng）博士。

近年来，胞外囊泡（EV）逐渐被广泛用作众多疾病生物学标志物的采集来源。胞外囊泡是包括外泌体（exosome）、微泡（microvesicle）和凋亡小体（apoptotic body）在内的一系列膜囊泡，其直径约为 30-2000 纳米不等。大多数细胞类型都可以分泌胞外囊泡到血液循环中，也就意味着它们把富含了大量细胞来源的 RNA、蛋白质或代谢产物转载进入循环。此外，胞外囊泡可以携带一批与疾病有关的遗传信息，在被受体细胞“内吞”保持生物活性后，可以调节细胞功能。为了发挥胞外囊泡作为生物标志物的全部潜力，医学研究领域不仅需要能够“探测”胞外囊泡的工具，而且迫切渴望有效分离特定胞外囊泡子集，并且在分子水平上进一步研究评估其所包含物质的创新研究技术。

正因为胞外囊泡可以通过在细胞之间“转运”蛋白质和核酸物质来介导细胞间通讯，针对这一微小细胞来源物的研究正如火如荼地开展，但绝大多数研究受到纳米胞外囊泡（nEV）分离技术能力的巨大挑战。

这项最新研究所开发的上述脂质纳米探针系统可以在 15 分钟内自发标记 nEV，并且用于随后的磁力富集。这一创新简易技术所达到的隔离效率和收集物组成类似于现有超速离心方法，但超速离心方法的速度慢很多，也需要大型仪器来实现。

这项数据结果还表明，这种方法允许对核酸和蛋白质进行下游分析，从而能够在从非小细胞肺癌患者的血浆中分离出 nEV 之后，进一步鉴定 EGFR 和 KRAS 突变。

在具体步骤中，研究作者的分离方法采用生物素标记的聚乙二醇链和二酰基脂质尾作为标记探针、NeutrAvidin（生物素）涂层的磁亚微米颗粒作为捕获探针。首先，通过将脂质尾部锚定到 nEV 膜中，使得标记探针与 nEV 结合，然后将 nEV 固定在磁性颗粒上，最后可以通过施加磁场来分离 nEV。分离程序仅需 15 分钟，并具有与长时间标准超离心方案相似的捕获效率。此外，作者还表明，通过用与生物素相比具有较低亲和力的脱硫生物素标记探针，他们可以通过用生物素置换的方法从探针中收获 nEV，并且收获的 nEV 维持了其生物功能。

接下来，研究人员从捕获的 nEV 中提取和分析核酸和蛋白质。在基因组学、转录组学和 microRNA 分析的基础上，数据表明通过脂质纳米探针分离的 nEV 的物质组成与通过超速离心法分离的 nEV 的组成相当。最终，研究人员们成功确定了从非小细胞肺癌患者分离的血浆衍生的 nEV 遗传物质中的 DNA 突变。

原文检索：

1.Yuan Wan, Gong Cheng, Xin Liu, Si-Jie Hao, Merisa Nisic, Chuan-Dong Zhu, Yi-Qiu Xia, Wen-Qing Li, Zhi-Gang Wang, Wen-Long Zhang, Shawn J. Rice, Aswathy Sebastian, Istvan Albert, Chandra P. Belani, Si-Yang Zheng. Rapid magnetic isolation of extracellular vesicles via lipid-based nanoprobes. Nature Biomedical Engineering, 2017; 1 (4): 0058 DOI: 10.1038/s41551-017-0058