近日,江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院、新材料研究院劉磊研究員團(tuán)隊(duì)研制出一款多功能仿生柔性膜,可以分類捕獲和選擇分離循環(huán)腫瘤細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥的分子分型診斷。相關(guān)研究成果在國(guó)際材料學(xué)權(quán)威期刊《先進(jìn)材料》上在線發(fā)表。
癌細(xì)胞是一種變異細(xì)胞,有著容易轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散的特性,會(huì)經(jīng)由體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)或淋巴系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到身體其他部分。轉(zhuǎn)移過(guò)程中,循環(huán)腫瘤細(xì)胞會(huì)從腫瘤組織上脫落進(jìn)入血液中,如果能精準(zhǔn)捕獲到循環(huán)腫瘤細(xì)胞,就能比體檢中常規(guī)的腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)更早一步地發(fā)出預(yù)警信號(hào),提醒人體組織可能有癌變的風(fēng)險(xiǎn)。
“抓住”循環(huán)腫瘤細(xì)胞,是檢驗(yàn)和鑒別腫瘤的第一步。劉磊表示,在臨床檢測(cè)中,由于循環(huán)腫瘤細(xì)胞稀有性和表面異質(zhì)性的特性,使得癌癥精準(zhǔn)檢測(cè)面臨極大挑戰(zhàn)。目前,國(guó)際市場(chǎng)上已有納米磁珠技術(shù),利用磁場(chǎng)回收的方式抓取循環(huán)腫瘤細(xì)胞,但是,這一技術(shù)很難得到活的腫瘤細(xì)胞,更無(wú)法進(jìn)一步分析里面攜帶著的寶貴的生物學(xué)信息。
他計(jì)劃設(shè)計(jì)一個(gè)智能生物界面,明顯區(qū)別于磁珠,將功能性的東西修飾到界面上,“界面就像個(gè)靈敏的偵探,能夠準(zhǔn)確識(shí)別循環(huán)腫瘤細(xì)胞,緊緊地抓住它們,同時(shí)又能夠按需釋放,將循環(huán)腫瘤細(xì)胞從界面上脫落下來(lái),為下游分析提供基礎(chǔ)!
界面的材質(zhì)選擇至關(guān)重要。論文第一作者、江蘇大學(xué)博士生白蒙起聯(lián)想到團(tuán)隊(duì)曾做過(guò)一種多功能膜,用于修復(fù)口腔中的牙釉質(zhì)。受仿生牙釉質(zhì)結(jié)構(gòu)的啟發(fā),他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中制作界面,一層無(wú)機(jī)物一層蠶絲蛋白,層層疊加變成一張膜。實(shí)驗(yàn)顯示,在靶向肽和牛血清白蛋白的聯(lián)合作用下,界面可以牢牢抓住循環(huán)腫瘤細(xì)胞,后期需要釋放的時(shí)候,又通過(guò)糖、酶、多肽等刺激剪斷這種聯(lián)系,把循環(huán)腫瘤細(xì)胞釋放出來(lái)。
人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)是迄今為止被研究得比較透徹的乳腺癌基因之一。在臨床應(yīng)用中,該柔性膜可以從未經(jīng)處理的乳腺癌患者血液樣本中,輔助診斷患者為HER2陽(yáng)性或陰性,為醫(yī)生提供重要術(shù)后監(jiān)測(cè)信息。依靠團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的診斷與依靠病人組織切片的免疫組織化學(xué)染色數(shù)據(jù)做出的診斷結(jié)果高度一致,檢測(cè)準(zhǔn)確率為100%。
目前,在劉磊的實(shí)驗(yàn)室中,通過(guò)TiO2納米管/絲素蛋白柔性膜,一滴血的用量、半天時(shí)間,即可給出乳腺癌患者血樣的檢測(cè)結(jié)果,并給出是否為HER2陽(yáng)性的分子分型診斷。劉磊表示,“不僅僅在檢測(cè)方面抓放循環(huán)腫瘤細(xì)胞,同時(shí)可以用特異性的形式把藥物修飾到界面上,在病理微環(huán)境的刺激下,定點(diǎn)釋放藥物,達(dá)到治療的效果。”
在當(dāng)下,科技工作者正在為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力奮勇爭(zhēng)先。劉磊表示,科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化落地,正是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的著力點(diǎn),他期望能夠?qū)⒖萍紕?chuàng)新成果盡快應(yīng)用到具體行業(yè)產(chǎn)業(yè)中,通過(guò)和臨床的進(jìn)一步結(jié)合,可以進(jìn)一步優(yōu)化和拓展多功能仿生柔性膜的實(shí)用性,為患者提供無(wú)損傷、快速便捷的治療方案,為發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力貢獻(xiàn)高?萍脊ぷ髡叩牧α。
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