血小板启发的高效、高特异性多尺度亲细胞界面用于帮助临床癌症诊断

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仿血小板多尺度亲细胞界面的设计用于目标癌细胞的识别

细胞识别在许多生命过程,例如胚胎的分化及发育、神经系统的回路形成以及免疫系统的功能行使中扮演着重要的角色。设计亲细胞界面来模拟并研究细胞之间的识别,不仅有利于理解细胞之间的通讯机理,而且对于发展相关疾病的治疗技术具有重要的意义。在过去的几十年中,癌症患者血液中血小板和癌细胞之间的识别及相互作用引起了广泛关注。血小板与癌细胞的相互作用对于癌转移的发生发展非常关键。血小板也被视为实现抗转移治疗的一种新途径。血小板和癌细胞之间的相互作用主要包括分子尺度的识别与结构尺度的拓扑相互作用:癌细胞表面的分子通过复杂的路径识别并激活血小板;激活的血小板伸出伪足聚集在癌细胞表面,帮助他们在血液存活下来并向外浸润新的组织。此外,血小板也可以帮助识别具有转移潜能的癌细胞。因此,设计相应的生物界面来研究血小板和癌细胞之间的识别与作用,对于实现先进的抗转移治疗和癌症诊断等技术具有非常重要的意义。

在这一背景基础上,受激活的血小板表面形貌启发,中国科学院理化技术研究所王树涛研究员课题组和中国科学院化学研究所杨振忠研究员课题组合作设计出一种多尺度的亲细胞界面,实现了对目标肿瘤细胞的高效识别。这一多尺度亲细胞界面的制备是通过仿血小板结构复合微球的组装与特异性识别分子的修饰两部分实现的。研究人员以多孔的中空聚苯乙烯微球为模板,通过氧化聚合诱导的扩散生长法,在聚苯乙烯微球表面的纳米孔道中长出聚苯胺纳米线,从而制备得到仿血小板结构的、纳米线包被的复合聚苯乙烯微球。通过将这些复合微球组装连接在玻璃基底上并进一步修饰抗体,最终得到微纳复合的多尺度亲细胞界面。这一界面实现了人造全血样本中稀有癌细胞的高效识别与分离,同时对于血液中的其他细胞具有非常低的非特异性粘附。此结果是仿血小板微球与癌细胞之间分子识别与拓扑相互作用协同的结果。这一受血小板启发的多尺度亲细胞界面可以用于血液中循环肿瘤细胞的检测及癌转移的诊断和治疗。此外,通过调节聚合条件可以控制复合微球表面纳米线的长度,为模拟不同状态的血小板形貌提供了途径,对基于血小板的抗转移治疗技术的开发也提供了相应的思路。相关成果发表在Small期刊

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