研究人员开发一款纳米线装置可通过1ml尿液检测癌症
细胞间通讯通过很多不同的机制进行。其中一些机制是众所周知的：在动物中，例如，掠夺性的威胁可以驱动去甲肾上腺素的释放，这是一种激素，通过血液流动触发心脏和肌肉细胞进入一种“战或逃”的响应状态。
一种大家也许不太熟悉的细胞间运输方式是通过细胞外囊泡（extracellular vesicle，EV）进行的。EV可以想象成是一个细胞中夹断产生的“小块”，在身体中担任细胞间信息传送的任务。这些信使现在被认识到是细胞间通讯的关键媒介。
来自名古屋大学的研究人员开发了一款纳米线装置，能够发现微量水平的可能涉及癌症的尿标记物。
在研究人员发布在《Science Advances》上的研究中表明，他们开发了一种新的医疗装置，可以有效地捕获这些细胞外囊泡。这些细胞的小碎片具有用于检测癌症的潜在应用价值。
Takao Yasui 图片来源：名古屋大学
研究的领导者，文章作者Takao Yasui解释说，“细胞外囊泡有可能作为临床标记使用。EV中所包含的分子组成中有可能可以提供特定疾病的诊断信号。对于医生来说，现在在任何领域所面临的挑战，是寻找一种非侵入是的诊断工具，允许他们通定期的监测患者，例如，尿液样本检测。”
科学家们发现EV中的很多分子是小RNA，它们是短片段的核糖核酸，在正常的细胞生物学中扮演不同的角色。关键是，尿液中特定的小RNA也许是一些严重疾病的标志，例如膀胱和前列腺癌。虽然，这些物质理论上可以帮助医生进行癌症诊断，但是依然有很多需要克服的技术障碍。
其中一个障碍是：找到一种可行的方法来捕获足够的细胞外囊泡，以便在常规的临床环境中能够进行分析。
将尿液样品引入装置之后，纳米线基底可以通过静电力捕获细胞外囊泡，然后，可以从基底直接提取小分子RNA。图片来源：名古屋大学Takao Yasui
“在尿液中，EV的含量是极为低的，少于液体体积的0.01%。这对于它们在诊断上的应用来说是一个主要的障碍，”Yasui指出，“我们的解决方案是将氧化锌组成的纳米线嵌入到特定的聚合物中，创造一种独特的材料，我们相信这种材料能够高效地捕获这些囊泡。我们的发现表明，这个装置实际上非常的有效。我们获得了超过99%的收集率，这个收率超过了该领域现有的任何方法，包括超速离心。”
使用纳米线与常规方法在收集RNA上的对比图。
图片来源：名古屋大学Takao Yasui
为了测试他们这款装置的实用性，研究团队将从健康人群和患者的EV中分离的小RNA进行了比较，这些患者已经被诊断为膀胱、胰腺癌以及其他形式的癌症。值得注意的是，他们的技术只需要1ml的尿液，与标准超速离心方法相比，研究人员发现了更多数量不同类型的小RNA。
从健康供体和癌症患者体内鉴别出的不同类型的小RNA。
图片来源：名古屋大学Takao Yasui
“找到一种特异性的、可重复的标记来助力癌症诊断是非常不容易的。对于小RNA来说尤其如此，在领域内这是一类新型的生物标志物，”共同作者Yoshinobu
Baba表示，“有时找到一种可靠的小RNA都被认为是成功的。通过这种方法，我们惊人的找到了不只一种，而是所有不同类型的小RNA组合，可能与不同类型的癌症相关联。当然，这些发现尚是初步阶段，但是，我们希望这种装置可以帮助为更简便的方式奠定基础，以帮助对那些威胁生命的疾病尽可能早的做出诊断。”
来源：康健新视野
