Small Methods: 多层比率荧光纳米机器用于活细胞中的mRNA成像

信使RNA(mRNA)是生物系统中的联系基因和功能蛋白的枢纽。活细胞中mRNA的调节和检测,对于生物过程的机制研究和药物设计至关重要。近年来,脂质体、纳米凝胶、胶束等多种纳米递送系统日渐完善,使得活细胞中mRNA的高效调节趋于成熟。然而,细胞内mRNA的检测却仍是以基于细胞裂解的测定方法为主(例如逆转录聚合酶链式反应(rt-PCR)或RNA测序)。在测定的过程中,细胞裂解、mRNA提取和纯化会不可逆转地破坏所分析细胞的生物学环境和均一化多个细胞,从而导致空间位置和细胞异质性等重要生物学信息的丢失,不利于精确、系统的基因调控研究的开展。因此,开发用于单个活细胞中的mRNA检测的分子工具,对于生物医药领域的发展具有重要意义。

近日,北京大学口腔医院王宇光教授、首都师范大学张璐副教授等,合作报告了一种利用微流控逐层组装技术构建的多层比率荧光纳米机器。该纳米机器负载有siRNA和分子信标(MBs),可以被细胞有效摄取,并依次释放siRNA和MBs以调节和报告单个活细胞中的mRNA。通过测量PLGA内核与MBs的荧光比值,作者在体外和体内以单细胞分辨率测定了mRNA的表达并分析了siRNA处理诱导的效果。这种多层纳米机器的设计,为实现活细胞中基因表达的调节和检测提供了参考模板,并为肿瘤中的基因异质性相关研究带来新的可能。该研究得到了国家自然科学基金委员会、中国科学院、北京市科学技术委员会等项目的支持。相关论文以“Multilayer Ratiometric Fluorescent Nanomachines for Imaging mRNA in Live Cells”为题,在线发表在Small Methods(DOI: 10.1002/smtd.202001047)上。