ACS Nano：科學家利用來自尿液的生物標志物進行早期癌癥篩查

 日前，來自韓國蔚山國家科學技術(shù)研究所的研究人員通過研究開發(fā)出了一種新技術(shù)，該技術(shù)能夠有效在尿液或血液中有效鑒別出促進癌癥發(fā)生的物質(zhì)，相關研究刊登于國際雜志ACS Nano上。文章中，研究人員開發(fā)出了一種集成的離心微流體平臺（Exodisc），這種設備能夠?qū)δ蛞褐械陌饽づ?extracellular vesicles，EVs)進行分離。

研究人員希望這種技術(shù)或能用于臨床設備中來檢測尿液中基于胞外膜泡的生物標志物，從而用于癌癥診斷；胞外膜泡是一種細胞衍生的納米囊泡結(jié)構(gòu)，其尺寸僅有40-1000納米，存在于幾乎所有類型的體液中，同時胞外膜泡在細胞間的通訊中也扮演著關鍵角色，還能夠參與調(diào)節(jié)多種細胞功能的生物信號的運輸。盡管研究人員增加了胞外膜泡作為潛在生物標志物進行多種疾病的診斷以及預后評價，但當前分離和分析胞外膜泡的方法往往需要進行長時間復雜的處理過程，比如一種經(jīng)常用于分離胞外膜泡的方法—超速離心法，其就需要多個耗時的步驟，包括離心作用，并且還需要獲取較大的樣本量，但后往往純度和產(chǎn)量較低。
為了克服這些限制，研究人員就開發(fā)出了一種快速、具有尺寸選擇性的新型平臺結(jié)構(gòu)，該平臺能夠從原始的生物樣本中有效分離并且分析納米尺寸的胞外膜泡結(jié)構(gòu)，比如細胞培養(yǎng)的上清液或者癌癥患者的尿液。研究者Hyun-Kyung Woo博士表示，新型平臺Exodisc由兩個獨立的過濾單元組成（尺寸分別為20納米和600納米），其能夠同時對兩個不同的樣本進行處理，通過對這種盤狀芯片進行旋轉(zhuǎn)，尿液樣本就能夠通過兩個集成的納米過濾器被轉(zhuǎn)移，從而就能夠富集尺寸在20-600納米范圍之內(nèi)的尿液胞外膜泡結(jié)構(gòu)。
該平臺中納米多孔過濾器中孔的大小能夠被任意設置，從而就能夠?qū)崿F(xiàn)從病原菌或不必要的蛋白質(zhì)中對納米尺寸的囊泡結(jié)構(gòu)進行有效分離，研究者Cho教授指出，利用Exodisc平臺我們就能夠在30分鐘之內(nèi)對原始樣本中的胞外膜泡進行分離，而且通過離心力來進行過濾的過程完全是自動化完成的，這就能夠有效地富集胞外膜泡結(jié)構(gòu)。
這項研究中，研究小組通過分離來自膀胱癌患者尿液中的胞外膜泡，對臨床樣本進行了檢測，而他們就是利用這種桌面大小的離心微粒體系統(tǒng)完成了研究，因此研究人員就能夠?qū)崿F(xiàn)在30分鐘內(nèi)對尿液中尺寸在20-600納米的胞外膜泡進行自動化富集；研究者Vijaya Sunkara指出，利用分離自膀胱癌患者機體中的胞外膜泡進行ELISA反應就能夠發(fā)現(xiàn)CD9和CD81高水平的表達，這也就表明，這種方法或許能夠被用于臨床研究中，來幫助檢測尿液中基于胞外膜泡的生物標志物，從而用于對癌癥進行診斷。
后研究人員說道，目前我們正在進行后期深入研究來確定是否能夠通過分析所收集的納米顆粒就能夠?qū)Πò┌Y在內(nèi)的多種疾病進行確定，我們希望本文中所開發(fā)的設備能夠幫助推進當前腫瘤生物學相關的研究，并且加速利用基于胞外膜泡的液體活檢技術(shù)來進行個體化療法的開發(fā)。