分子医学研究院、检验科联合发表研究成果入选Nature Protocols封面论文

分子医学研究院、检验科联合发表研究成果入选Nature Protocols封面论文

2020-08-07

 

     (通讯员 徐维维)近日,上海交通大学医学院分子医学研究院左小磊研究团队与上海交通大学医学院附属仁济医院检验科汪骅、上海交通大学化学化工学院李茜联合在Nature Protocols上发表的题为“Encapsulation and Release of Living Tumor Cells Using Hydrogels with the Hybridization Chain Reaction”的论文入选为当期封面论文(Nature Protocols, 2020, 15, 2163-2185. IF: 10.419)。该工作主要是研发出了一种基于动态氢键交换的核酸变构反应,用于循环肿瘤细胞(CTC)无损捕获与释放,该方法在保持肿瘤细胞的生物活性及完整分子信息方面展现出巨大潜力。

         CTC是由肿瘤组织脱落进入外周血中的游离肿瘤细胞,包含与肿瘤直接相关的重要分子信息。CTC的无损分离是对肿瘤进行无创液体活检、疗效评估及分子分型的重要研究方法。然而CTC在血液细胞中的极低比例(低至1:10的9次方)及常规分离方法对肿瘤细胞的损伤限制了对癌症病人CTC的高活性分离和进一步的分子分析。

        针对这一难点问题,左小磊研究团队研发了一种基于动态氢键交换的核酸变构反应,该反应可在CTC的诱发下生成DNA水凝胶,实现CTC无损分离。 CTC表面上皮细胞粘附因子引发的DNA三维核酸变构反应可对CTC进行原位凝胶包裹,通过DNA水凝胶的相分离作用实现血液中CTC的无损捕获。该方法对多类型肿瘤细胞(乳腺癌细胞、肝癌细胞等)均具有80%以上的捕获效率。进一步将ATP响应的核酸适体加入DNA三维网状结构的交联序列中,通过ATP响应的氢键交换作用打开DNA三维网状结构,对捕获的CTC实现无损释放。通过DNA凝胶的捕获与释放作用,肿瘤细胞回收效率高达75%以上,并且释放的肿瘤细胞保持了完整的基因信息和生长增殖能力。此外,研究团队通过对肿瘤细胞识别探针的替换设计证明了该方法可通过对不同抗原的识别实现多种肿瘤细胞的捕获与释放,并且在乳腺癌病人及肝癌病人的血液样本分析中都表现出优异的CTC分离能力。这一新型CTC分离方法的研发为癌症的早期诊断和精准治疗提供了有力的工具。