Advanced Science:用于精确捕获循环肿瘤细胞的各向异性核酸纳米界面

近年来,非侵入式的液体活检已在临床上被用于疾病的监测以及耐药性的跟踪等。其中,循环肿瘤细胞为癌症诊断、监控以及用药指导提供了一种新的方案。由于循环肿瘤细胞在血液中的丰度较低,其有效的捕获成为了科研人员关注的焦点。目前,许多捕获循环肿瘤细胞的方法相继地呈现,包括抗原依赖性的细胞捕获以及无标记的细胞分离。然而,这些方法在精准捕获循环肿瘤细胞方面上仍然面临挑战,碍于循环肿瘤细胞不可避免的异质性,例如细胞的上皮间充质转化。

受到免疫突触中协同受体介导细胞间强相互作用的启发,中山大学药学院张元庆教授及其研究团队,与上海交通大学李茜副研究员合作,利用核酸纳米技术的优势,以核酸四面体作为框架,对不同类型的捕获配体进行排布,设计制备出了各向异性的纳米界面,并对其特性进行了详细的研究。首先,不同于各向同性的纳米界面,该各向异性的核酸纳米界面能够有效地展示在表达不同程度上皮细胞粘附分子的细胞膜表面上,从而避免了被细胞内吞。该纳米界面在细胞膜上的有效锚定,得益于纳米框架上不同类型适配体在异质性细胞膜上的高效协同识别。配合磁珠分离技术,该纳米界面不仅能够保证上皮黏附因子高表达细胞群的高效捕获,同时还极大提升了低表达水平细胞群的捕获效率。值得注意的是,在对异质性模型细胞进行富集时,该平台可避免富集前后细胞组成比例的大幅度变化,确保循环肿瘤细胞捕获的准确度。此外,研究人员还证明了该纳米界面应用于临床样本循环肿瘤细胞检测以及下游检测的可能性。这一仿生纳米界面为改善循环肿瘤细胞的捕获提供了新思路,有望进一步促进核酸纳米技术以及细胞膜工程的发展。 该工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划以及广东省自然科学基金的资助。相关论文在线发表在Advanced Science(DOI:10.1002/advs.202000647)上。