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纳米线装置能够有效捕获尿液中的细胞外囊泡

小区通过许多不同的机制相互通信。这些机制中的一些是众所周知的:例如,在动物中,捕食性威胁可以驱动去甲肾上腺素的释放,去甲肾上腺素是一种通过血液传播并激活心脏和肌肉细胞以引发“战斗或逃跑”反应的激素。

一种远不那么熟悉的细胞运输模式是细胞外囊泡(EV)。EV可以被认为是细胞的小“块”,能够夹住并在整个身体内循环,以便将信使货物运送到其他细胞。这些信使越来越被认为是细胞间通信的重要媒介。在科学进步报告的一项新研究中,以名古屋大学为中心的研究人员开发出一种新型医疗设备,可以有效地捕获这些电动汽车,并可能用它们来筛查癌症。

“电动汽车可能作为临床标志物使用。电动汽车中所含分子的成分可能为某些疾病提供诊断标志,”主要作者Takao Yasui解释说。“医生在任何领域面临的持续挑战是找到一种非侵入性诊断工具,使他们能够定期监测患者 - 例如,简单的尿检。”

在已发现的许多分子中,EV包含微小RNA,它们是在正常细胞生物学中发挥不同作用的核糖核酸的短片段。至关重要的是,尿液中某些microRNA的存在可能会成为膀胱癌和前列腺癌等严重疾病的红旗。虽然这种重要的货物因此在理论上可以帮助医生进行癌症诊断,但仍然存在许多需要克服的技术障碍。其中一个障碍是:找到一种可行的方法来捕获足够数量的EV,以便在常规临床环境中对其进行分析。

“尿液中EV含量极低,低于总液量的0.01%。这是其诊断效用的主要障碍,”Yasui指出。我们的解决方案是将氧化锌纳米线嵌入到专用聚合物中,以创建一种我们认为在捕获这些囊泡时非常有效的材料。我们的研究结果表明该设备确实非常有效。我们获得了超过99%的收集率,超过了超速离心以及目前在该领域使用的其他方法。“

为了测试其设备的实用性,研究团队将从健康患者中分离出的EV的microRNA与已经被诊断患有膀胱癌,前列腺癌和其他癌症的患者的microRNA进行了比较。值得注意的是,他们的技术仅需要1毫升尿液 - 远远超过常规检查时提供的典型“沉积物” - 并且与标准超速离心方法相比,发现了更多数量和不同类型的微小RNA。

“寻找一种特异的,可重复的标记物以帮助确认癌症诊断是困难的。对于微小RNA来说尤其如此,这是一种相对较新的标记物,”共同作者Yoshinobu Baba解释说。“有时只发现一个可靠的microRNA被认为是成功的。使用这种方法,我们惊讶地发现不仅仅是一种,而且microRNA的整个组合可能与不同类型的癌症有关。当然,这些发现是初步的,但我们希望我们的设备可以帮助为尽早诊断危及生命的疾病提供更简单的方法奠定基础。“

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