发现更早地诊断癌症的方法可能极大地改善很多癌症病人存活的机会.一种方法就是寻找癌细胞分泌的在血液中循环流通的特异性蛋白.然而,这些生物标记物的水平如此之低使得检测它们非常困难. （Catalog物料采购）
在一项新的研究中,来自美国麻省理工学院的研究人员开发出一种生物标记物方法系统：利用他们设计的纳米颗粒靶向肿瘤并且与癌细胞相互作用而产生上千种生物标记物,这就使得人们轻松地在病人尿液中检测它们.相关研究结果于2012年12月16日在线发表在Nature Biotechnology期刊上,论文标题为"Mass-encoded synthetic biomarkers for multiplexed urinary monitoring of disease".论文通信作者为Sangeeta Bhatia教授.
在之前的研究中,研究人员发现能够被用来检测癌症生物标记物的纳米颗粒与被称作蛋白酶的酶相互作用,其中蛋白酶将蛋白切割成较小的片段.癌细胞经常产生大量的被称作基质金属蛋白酶(matrix metal proteinases, MMPs)的蛋白酶.这些蛋白酶通过切割胞外基质中的蛋白有助于癌细胞逃离原始的位点和不受控制地扩散. （蛋白质定量分析）
研究人员把几种MMP蛋白酶靶向的多肽(短的蛋白片段)包被在他们开发的纳米颗粒上.这些经过处理的纳米颗粒在肿瘤位点聚集,并且通过通常包围着肿瘤的存在漏洞的血管前进.在那里,这些蛋白酶切割纳米颗粒上的上百个多肽,并将它们释放到血液中.这些多肽快速地在肾脏中聚集,并且通过尿液的形式将它们排泄出.就这样研究就能够利用质谱检测这些它们.
为了使得这些生物标记物信号尽可能准确,研究人员设计出能够运送10种不同的多肽,每种多肽被几十种MMP蛋白酶中的一种切割.在这些多肽中,每种多肽大小不同,这就是利用质谱就可分辨它们.这应当允许研究人员鉴定出与不同类型肿瘤相关联的独特标记物.
在这项研究中,研究人员利用他们开发出的纳米颗粒在小鼠体内测试它们检测早期的结直肠癌(colorectal cancer)和监控肝纤维化恶化的能力.在小鼠体内,他们发现这种纳米颗粒能够比活组织检查更快地提供反馈结果.他们也发现这种纳米颗粒能够准确地揭示结直肠癌的早期形成.在接下来的研究中,研究人员正在研究这种纳米颗粒测量肿瘤化疗作效果和检测肿瘤转移的能力.（DNA酶切及凝胶电泳 ）
在另一项新的研究中,来自日本理化学研究所和美国加州大学洛杉矶分校的研究人员开发出一种新的类似于维可牢(Velcro)的纳米设备.它能够捕获从原发性肿瘤中逃离出来并在血液中循环流通的肿瘤细胞,随后将它们释放下来.这种新的纳米技术有望被用于癌症诊断和有助于人们深入认识癌症如何在全身扩散的机制.相关研究结果于2012年12月17日在线发表在Advanced Materials期刊上,论文标题为"Capture and Stimulated Release of Circulating Tumor Cells on Polymer-Grafted Silicon Nanostructures".
这种纳米设备提供一种方便的非侵入性的方法来替代当前诊断转移癌(metastatic cancer)的方法,即活组织检查.它可能让医生们在病人血液中循环流通的肿瘤细胞转移到其他的器官之前,能够检测它们.它还能够让这些肿瘤细胞活着以便研究人员随后研究它们. （抗His标签鼠单克隆抗体）
在此之前,人们已开发出类似的细胞捕获设备,但是在这项研究中,研究人员开发出的这种设备是独特的,这是因为它能够高效地捕获这些肿瘤细胞,随后将它们释放下来,同时还让它们保持较高的细胞活性.这种设备含有一种捕获肿瘤细胞的分子.当血液通过这种设备时,研究人员能够以40%到70%的效率分离它们.在这种设备内部,这些肿瘤细胞被保持微小的温度反应性的聚合物刷(polymer brush)中.在37摄氏度时,这些聚合物刷粘附着肿瘤细胞,但是当冷却到4摄氏度时,它们将这些肿瘤细胞释放下来,从而允许科学家们研究这些细胞.
论文通信作者Hsiao-hua Yu解释道,"在此之前,大多数设备表现出高效低捕获循环肿瘤细胞(circulating tumor cell)的能力.然而,释放这些被捕获的细胞、保存和研究它们以便获得富有洞察力的信息同样也是重要的.然而,这却是我们的设备最大的亮点所在."（来源：生物无忧）
关键词：E3实验室管理 肿瘤细胞 生物实验方法 纳米技术 SignalBoost™免疫信号增强剂