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近日，國家納米科學中心孫佳姝課題組在腫瘤外泌體microRNA高靈敏檢測方面取得新進展。相關研究成果“Thermophoretic Detection of Exosomal microRNAs by Nanoflares”于 2020年3月在線發表于《美國化學會志》（J. Am. Chem. Soc. 2020, DOI: 10.1021/jacs.9b13960）。

外泌體是由細胞分泌的含有蛋白質與核酸等生物大分子的納米尺度（30-150 nm）脂質囊泡，通過運輸活性分子參與細胞通訊，是腫瘤液體活檢的靶標之一。microRNA是一種長度約為22核苷酸的非編碼單鏈RNA。腫瘤細胞中高表達的microRNA會被包載在外泌體中，參與腫瘤增殖與轉移，是新型腫瘤診斷標志物。現有的外泌體microRNA檢測方法面臨外泌體microRNA含量低、樣本消耗量高以及需要RNA提取等挑戰。因此，發展微量樣品中外泌體microRNA的高靈敏檢測新方法對癌癥早期診斷具有重大意義。

在前期工作中，孫佳姝課題組利用熱泳富集與核酸適體標記，實現了細胞外囊泡表面蛋白組測量和癌癥分類（Nat. Biomed. Eng. 2019, 3, 183-193, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 9, 3817-3821, Adv. Mater. 2019, 31, 1804788）。在此基礎上進一步開發了結合納米耀斑（nanoflare）與熱泳的檢測新方法，實現了0.5 μL血清樣本中外泌體microRNA的高靈敏檢測，檢出限低至0.36 fM，接近qRT-PCR。納米耀斑通過被動輸運進入外泌體后，可以特異性識別靶標microRNA并產生熒光信號。外泌體在熱泳作用下快速匯聚，有效放大其中納米耀斑產生的熒光信號，提高外泌體microRNA的檢測靈敏度。臨床血清樣本中，外泌體腫瘤相關microRNA表達信息可以用于ER+乳腺癌的早期診斷。與常規檢測手段相比，該方法靈敏度高，樣本消耗量小，排除了非外泌體microRNA的干擾，為外泌體microRNA檢測與癌癥早期檢測提供了新思路，新工具。

國家納米中心研究生趙俊翔、副研究員劉超為論文的共同第一作者，研究員孫佳姝為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委員會和中科院等的支持。

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圖：基于納米耀斑與熱泳匯聚的腫瘤外泌體microRNA高靈敏定量檢測