谭蔚泓院士Angew. Chem. Int. Ed.：核酸适体/纳米金生物传感器用于外泌体表面蛋白分子图谱分析

【引言】

外泌体是由细胞分泌的膜被小泡，用于细胞间交流，因其含有与母细胞相关的蛋白及遗传物质，近年来逐渐成为一种新兴的非侵入式肿瘤诊断的生物标志物。外泌体用于肿瘤诊断常需要分析其表面蛋白类型，但由于缺乏准确可行且易操作的分析方法，使得目前在分析不同外泌体表面蛋白质的微小差别上仍面临挑战。现有的质谱、免疫分析法、纳米等离子体传感等蛋白分析方法在快速筛选外泌体蛋白上都受到各方面的制约，因而发展简单可靠的外泌体表面蛋白的分析方法对肿瘤早期诊断非常重要。

【成果简介】

近日，湖南大学谭蔚泓院士（通讯作者）课题组在Angewandte Chemie International Edition发表了题为“Aptamer/AuNP Biosensor for Colorimetric Profiling of Exosomal Proteins”的研究论文。 文中报道了一种基于核酸适体和外泌体相互作用调控的金纳米粒子可视化生物传感器，为外泌体表面蛋白分型检测提供了一种简易准确的分析方法。当外泌体表面没有核酸适体靶蛋白时，金纳米颗粒表面吸附的核酸适体能有效保护金纳米颗粒，使其能在高浓度盐离子体系中稳定存在。而当外泌体表面存在靶蛋白时，适体与靶蛋白之间的特异性相互作用将核酸适体从金纳米颗粒表面竞争下来，失去核酸适体保护的金纳米颗粒在高浓度盐离子体系中迅速团聚，产生由红到紫的颜色变化，从而实现可视和定量分析外泌体表面蛋白的目的。该方法设计巧妙，设备简单，为外泌体表面蛋白分析提供了新的选择。

【图文导读】

图1：核酸适体/纳米金传感器的工作原理

（a）核酸适体/纳米金生物传感器用于外泌体表面蛋白比色分析示意图；

（b）核酸适体/纳米金生物传感器用于外泌体表面蛋白分子图谱分析示意图。

图2：核酸适体/纳米金生物传感器用于外泌体表面蛋白分析的原理验证

（a）核酸适体/纳米金生物传感器及对照体系对外泌体表面CD63响应的溶液颜色变化；

（b）不同样品的紫外吸收光谱。

图3：核酸适体/纳米金传感器用于外泌体蛋白检测的通用性考察

（a-d）核酸适体/纳米金传感器用于不同外泌体表面CD63存在水平的分析，

（e-f）核酸适体/纳米金传感器用于不同外泌体表面PTK7存在水平的分析。

图4：核酸适体/纳米金传感器用于外泌体表面蛋白分子图谱分析

（a-d）分析四种不同外泌体表面CD63、EpCAM、PDGF、PSMA、PTK7等五种肿瘤蛋白标志物；

（e）实验结果归一化后的热图。

【小结】

本文提出了一种简单易操作的比色分析工具，巧妙利用核酸体既可以特异性识别蛋白又可以保护金纳米颗粒免于团聚的双重优点，实现了对外泌体蛋白信息的捕获和分析，为癌症早期诊断提供了新的工具。

文献链接：Aptamer/AuNP Biosensor for Colorimetric Profiling of Exosomal Proteins( Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201703807)

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