基于四面体DNA框架的酶循环激活生物传感器,用于精确的瘤in situ分子成像
Muchun Yu1, Yingyu Zhang2, Mengxin Zhang1
1Health Commission of Henan Province Key Laboratory for Precision Diagnosis and Treatment of Pediatric Tumor, Children's Hospital Affiliated to Zhengzhou University, Zhengzhou 450018, China.
ACS sensors
|October 10, 2024
概括
这项研究引入了一种新的DNA生物传感器,用于精确的瘤成像. 激活apurinic/apyrimidinic内核酶1 (APE1) 的传感器具有高灵敏度和特异性,使瘤细胞的分化和风险分类成为可能.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子成像学分子成像学
- 核酸纳米技术 核酸纳米技术
背景情况:
- 瘤分子成像需要具有高空间特异性和灵敏度的策略,以克服诸如瘤外信号泄漏和低生物标志物丰度等挑战.
- 酶apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 (APE1) 是一个有前途的目标,因为它在癌细胞 (细胞质和核) 中与正常细胞 (主要是核) 相比表达的差异很大.
研究的目的:
- 开发一种循环激活的酶生物传感器,用于瘤细胞特异性分子成像.
- 利用apurinic/apyrimidinic内核酶1 (APE1) 酶的活性,提高检测瘤细胞的灵敏度和空间特异性.
主要方法:
- 一个四面体框架核酸 (tFNA) 经过基底 (AP) 位点 (AP-tFNA) 修改,被设计为APE1.1的基底.
- 生物传感器依赖于APE1诱导的AP点的裂变,将光体和火器分开以产生可检测的光信号.
- 循环激活机制允许在重复APE1识别和裂变时进行信号放大.
主要成果:
- AP-tFNA生物传感器在瘤细胞与正常细胞的分化方面表现出高的特异性,无论是体外还是体内.
- 该系统实现了对瘤细胞的敏感检测,与APE1酶活性相关.
- 生物传感器成功监测了神经母细胞细胞中的耐药性,并使用血样本对患者的风险进行了分类.
结论:
- 开发的AP-tFNA生物传感器为瘤分子成像提供了一个敏感和空间特定的平台.
- 这种方法有可能实时监测癌症患者的治疗反应和临床风险分层.
- 循环激活酶策略为改善瘤学诊断能力提供了一个有希望的途径.


