沿着单分子纳米轨道进行DNA步行者的持续自主分子运动,用于细胞内MicroRNA成像
Wenhao Pan1, Linhuan Chen2, Shidan Zhu2
1Cancer Metastasis Alert and Prevention Center, Fujian Provincial Key Laboratory of Cancer Metastasis Chemoprevention and Chemotherapy, National & Local Joint Biomedical Engineering Research Center on Photodynamic Technologies, Pharmaceutical Photocatalysis of State Key Laboratory of Photocatalysis on Energy and Environment, College of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou, 350002, China; Key Laboratory of Laboratory Medicine, Ministry of Education of China, and Zhejiang Provincial Key Laboratory of Medical Genetics, School of Laboratory Medicine and Life Sciences, Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325035, China.
一种新的DNA纳米圈探针 (PNLD) 能够对微RNA-21 (miRNA-21) 进行敏感的细胞内成像. 这种DNAzyme步行系统克服了以前探测器的局限性,为癌症诊断提供了增强的稳定性和信号放大.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子生物学分子生物学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 微RNA (miRNA) 生物标志物的细胞内成像对于癌症诊断和治疗至关重要.
- 现有的DNA组装纳米探针方法面临诸如复杂结构,核酶降解和低信号效率等挑战.
- 需要强大而灵敏的探针来准确检测细胞内的miRNA.
研究的目的:
- 开发一种新的DNA纳米圈探针 (PNLD),用于对miR-21.1.进行敏感的细胞内成像.
- 为了提高探针稳定性,防止核酶降解,提高信号传导效率.
- 证明PNLD系统在分辨癌细胞和评估miRNA表达水平方面的潜力.
主要方法:
- 从单个平行体基板组装一个DNA纳米圈 (PN),结合锁链沉默DNAzymes (LD).
- 利用DNAzyme步行者机制,在目标miRNA结合时实现自主分子运动和信号放大.
- 测试PNLD系统在血清溶液中的稳定性及其在细胞环境中对miR-21的检测极限.
主要成果:
- PNLD探针在24小时以上的血清溶液中表现出高稳定性,保护DNA组件免受核酶降解.
- 对miR-21降至6.83 pM的敏感检测得到了实现,没有来自非目标miRNAs的干扰.
- 该系统准确地选了不同细胞类型的不同miR-21表达水平,与PCR测定一致.
- 该PNLD系统显示出对其他miRNA如miR-155的成像具有普遍性,并且可以从健康细胞中区分癌细胞.
结论:
- 开发的DNA纳米层探针 (PNLD) 为细胞内miRNA成像提供了一个稳定,敏感和高效的平台.
- 基于DNAzyme步行器的PNLD系统具有早期癌症诊断,预后和监测的巨大潜力.
- 这项技术为研究miRNA生物标记物在各种生物和临床应用中提供了一种多功能工具.


