使用CRISPR检测癌症生物标志物

2023-02-02 14:32:59冷酷的灯泡

大多数癌症诊断技术依赖于不舒服的侵入性程序,例如活检、内窥镜检查或乳房X光检查。血液样本可能是一个不那么令人不快的选择,尽管目前只有少数几种疾病可以通过这种方式进行诊断。但现在,在ACSSensors上报道的研究人员已经开发出一种易于使用的方法,可以检测血浆外泌体中的少量癌症相关分子,并有效区分恶性和良性样本。

使用CRISPR检测癌症生物标志物

外泌体是从宿主细胞中分离出来的小囊泡,在内部携带核酸、脂质和蛋白质等物质。这意味着它们提供了一个窗口,可以了解它们起源的细胞的状况。因此,癌细胞独特的细胞内环境将通过微RNA(miRNA)等生物标志物反映在它们的外泌体中。这些是非常小的核酸,长度只有几个核苷酸,可调节细胞中的蛋白质表达,并可能在肿瘤中失调。因此,有朝一日血液测试有可能仅通过靶向这些外泌体miRNA来检测癌细胞。

但量化miRNA一直很困难,因为它们在外泌体中的含量非常低,需要费力的过程,可能会引入污染并报告不可靠的结果。因此,一些研究人员使用基因编辑工具CRISPR分析了囊泡中的RNA和蛋白质。但HuaGao、KaixiangZhang及其同事希望开发一种方法,使用具有独特RNase活性且灵敏、可靠且有效的不同CRISPR系统来检测少量与癌症相关的外泌体miRNA。

为了创建检测方法,该团队设计了一个CRISPR/Cas13a系统来切割荧光团和猝灭剂标记的报告分子,然后将其包装到脂质体中——本质上是外泌体的人造版本。当两种类型的隔室融合在一起时,CRISPR货物将与外泌体遗传物质相互作用。如果目标miRNA序列存在,Cas13a蛋白就会被激活并切断报告分子,产生荧光信号。在这些实验中,该团队以miRNA-21为目标,它参与多种疾病的发展,包括乳腺癌。该方法成功地在相似序列的混合物中以高灵敏度检测到这种miRNA。在其他实验中,研究人员在一组来自健康人类细胞的外泌体和来自乳腺癌细胞。该系统始终将癌症相关的外泌体与源自健康细胞的外泌体区分开来,表明它可用作癌症诊断。研究人员说,这种方法有可能通过分析血液样本使癌症诊断和监测更快、更容易。

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