双模式多“边嵌”型纳米四面体用于细胞内端粒酶活性的原位定量检测

端粒酶作为一种由RNA和蛋白质组成的核糖核蛋白复合物,通过添加重复核酸序列至染色体的末端来补偿端粒DNA的丢失,进而增强细胞的增殖能力。由于其在大部分肿瘤细胞中进行高表达,因此对其检测对癌症的早期发现、监测和预后有重大意义。然而,目前的端粒酶的检测技术主要集中在检测细胞裂解液中的端粒酶的活性,如何在活细胞内实现原位和高灵敏的端粒酶活性定量检测,仍是一个亟待解决的科研难题。

AFMkuanghua

江南大学“食品科学与技术”国家重点实验室匡华教授所领导的课题组曾报道了利用三维核酸脚手架为模板成功构建了空间构型可控的纳米四面体超结构,该结构具有等离子圆二色谱、表面增强拉曼散射及荧光等多重强烈光学活性(J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 15114Adv. Mater., 2015, 27, 1706; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 306)。在此基础上,本研究首次利用了端粒酶引物及报告核酸序列以多“边嵌”方式嵌入至三维核酸“脚手架”中,并以此为模板成功构筑了金纳米粒子四面体超结构,由于活细胞内端粒酶的生物催化,使得嵌入至核酸“脚手架”中端粒酶引物序列延长,诱使菁染料(Cy5)修饰的“报告”核酸序列从纳米四面体的骨架上解离,从而使得表面增强拉曼散射光谱信号强度减弱、荧光信号恢复,基于此,首次成功构建了表面增强拉曼散射光谱和荧光等双模式传感检测体系用于活细胞内端粒酶活性原位定量检测,检测限可达到6.2×10-15 IU。本研究构建的活细胞内双模式原位定量检测体系,不仅可作为一种准确、超灵敏及可信赖的普适检测方法用于活细胞中其它生物标志物原位定量,而且为等离子纳米组装体的生物应用提供了新的思路。相关研究成果在线发表于Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.201504587) 上。