基于CRISPR/Cas生物传感技术的帕金森病大鼠脑内细胞因子空间分辨多重检测

《ACS Sensors》：Spatially Resolved Multiplex Detection of Cytokines in Parkinson's Disease Rat Brain via CRISPR/Cas Biosensing

　　

摘要

准确量化局部神经炎症和神经退行性生物标志物体内的能力对于实现帕金森病（PD）的早期诊断至关重要。在此，我们展示了一种利用可植入玻璃纤维CRISPR/Cas免疫传感器进行局部神经炎症定量的策略。当与便携式荧光检测仪接口连接时，我们的平台能够在帕金森病大鼠脑中进行肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-6（IL-6）和α-突触核蛋白（α-syn）的空间分辨多重检测。传感器表面经过功能化液态金属纳米颗粒修饰，以实现抗体固定和长期体内操作。该方法表现出高特异性、在人工脑脊液中优异的线性（R² > 0.91）、28天内的表面稳定性、与PC12细胞的良好生物相容性，以及对金黄色葡萄球菌的选择性抗菌活性。将套管植入6-羟基多巴胺诱导的帕金森病大鼠模型的致密部黑质（SNc）后，功能化玻璃纤维能够在植入后6、12和24小时进行重复、微创的生物标志物采样。脂多糖（LPS）诱导的全身炎症引起TNF-α、IL-6和α-syn的显著升高，在LPS注射后6小时达到峰值。这种可植入光纤生物传感器方法为帕金森病的早期诊断、疾病进展追踪以及神经退行性疾病中神经免疫相互作用的研究提供了一种有前景的可靠方法，适用于即时检测场景。

可用的支持信息

支持信息可在 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.6c02709 免费获取。

• 图S1–S5提供了补充实验结果和示意图，包括检测抗体-ssDNA缀合物浓度的优化、抗体功能化EGaIn-PABA玻璃纤维28天的荧光稳定性、6-OHDA诱导的帕金森病大鼠模型体内生物标志物检测的实验流程、三明治免疫捕获和CRISPR/Cas12a介导的荧光扩增机制，以及脑内采样装置与脑组织组织学检查；表S1–S4提供了CRISPR/Cas12a检测中使用的寡核苷酸序列、分析性能参数（包括α-突触核蛋白、TNF-α和IL-6在人工脑脊液中的检测范围、检测限、变异系数和回收率），以及加标回收结果、匹配的商用ELISA测量值，以及使用Deming回归和Bland–Altman分析进行的跨方法一致性分析（DOCX）

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