Nano Lett.：基于DNA水凝膠的循環腫瘤細胞識別、掩蔽和剝離用于活體細胞分析

【背景介紹】

循環腫瘤細胞（CTCs）含有關于原發性腫瘤的分子信息，可用于預測性癌癥診斷。微流控法分離CTCs依賴于腫瘤細胞與正常細胞的差異。通過基于EpCAM的親和方法，CTCs分離的特異性常常得到提高。捕獲罕見的活體CTCs及其在全血液中的量化在技術上仍然具有挑戰性。

【成果簡介】

近日，來自上海交通大學的左小磊教授（通訊作者）等人開發了一種適體觸發鉗夾式雜交鏈反應（atcHCR）方法，通過多孔DNA水凝膠用于進行原位鑒定和隨后的掩蔽/剝離。然后將這些處理過的CTCs用于活細胞分析。在此設計中，適體末端的DNA短鏈特異性識別CTCs表面上的上皮細胞粘附分子（EpCAM），其通過起始的分支遷移觸發隨后的atcHCR。多孔DNA水凝膠基于單/簇的CTCs允許以最小的細胞損傷直接捕獲活的CTCs。相關成果以題為“DNA Hydrogel with Aptamer-Toehold-Based Recognition, Cloaking, and Decloaking of Circulating Tumor Cells for Live Cell Analysis”發表在了Nano Letters上。

【圖文導讀】

圖1 基于DNA凝膠化的CTC掩蔽和剝離

（a）在初始溶液中，將MCF-7細胞分散在溶液中

（b）DNA發夾H1和H2被捕獲在亞穩態

（c）在細胞膜（綠色）上經DiO染色的脂質與適體引發雙嵌段（紅色）的共聚焦圖像

（d）MCF-7細胞3D堆疊在DNA水凝膠中，FDA染色為綠色，在水凝膠中顯示多層細胞

（e）通過加入ATP，將MCF-7細胞釋放并分散在溶液中

圖2 CTC掩蔽通過光學顯微鏡和SEM成像

（a）CTC掩蔽示意圖和3D共聚焦顯微鏡的表征

（b-e）在細胞膜（綠色）上經DiO染色的脂質與適體引發雙嵌段（紅色）的共聚焦圖像

（f）用DNA水凝膠掩蔽的MCF-7細胞的ESEM表征

（g）SEM圖像顯示冷凍干燥的DNA水凝膠的多孔結構

圖3 CTC量化與基于DNA凝膠化的CTC掩蔽

（a）使用AuNPs作為水凝膠組件的可視化指標

（b）DNA水凝膠的AuNPs包封能力與誘發水凝膠組裝的細胞數有關

（c，d）該方法可用于檢測血液樣品中的MCF-7細胞

【總結】

該團隊已經實現了用于活細胞分析的CTCs的DNA凝膠化液體掩蔽。DNA水凝膠的3D DNA網絡結構可為活體CTCs捕獲提供具有生物相容性，溫和的環境和條件。這些研究表明該方法很有可能從捕獲的CTCs中收集原發性腫瘤的信息。

文獻鏈接：DNA Hydrogel with Aptamer-Toehold-Based Recognition, Cloaking, and Decloaking of Circulating Tumor Cells for Live Cell Analysis（Nano Lett.,2017,DOI:10.1021/acs.nanolett.7b01006）

本文由材料人生物材料組Allen供稿，材料牛編輯整理。

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