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據報道肝細胞癌 (HCC) 是肝癌的主要形式,大多數HCC患者在疾病晚期被診斷出,因此治療效率差治愈率低,提高早期診斷的準確性是改善HCC預后的最佳途徑。用于有效捕獲和適用于分離和即時觀察循環**細胞 (CTC) 的納米裝置的特定靶向受體至關重要,但其受到表達低、特異性差的限制,據此有科研團隊開發了一種基于glypican-3 (GPC3)的免疫磁性熒光系統 (C6/MMSN-GPC3),用于高特異性分離和即時觀察HCC患者外周血中的CTC。
文獻簡述
目前,癌癥的診斷方法主要有影像技術、組織活檢和液體活檢。其中液體活檢,包括檢測循環**細胞(CTC)等,具有無創、早期診斷的優點,可作為新興可靠的診斷方法。臨床研究結果表明,CTC可以在血液中發現,這遠早于圖像邏輯診斷等常規檢測方法,從血液樣本中選擇性捕獲CTC是癌癥早期診斷的關鍵證據。
此外,CTC分離的主要挑戰是實現高特異性捕獲和從數十億細胞中分離稀有CTC。特異性靶向受體是有效識別和捕獲CTC的關鍵點。上皮細胞粘附分子 (EpCAM) 靶向免疫磁珠是美國食品和藥物管理局 (FDA) 批準用于癌癥診斷CTC檢測,但對于HCC的CTC檢測,該免疫磁珠顯示出低靈敏度,據此迫切需要開發更靈敏的HCC檢測方法和尋找在HCC中具有高穩定和特異性表達的新靶向受體。
研究發現Glypican-3 (GPC3) 作為HCC的優良標志物,在**細胞中特異性分布,但在正常成人器官中不表達。之前的研究表明GPC3作為一種特異性靶向受體有助于早期診斷 HCC 并實現治療診斷的聯合效率。據此假設 GPC3 可用于基于CTC的HCC早期診斷。
而納米器件對有效捕獲CTC具有顯著影響。選擇性地分離CTC,包括免疫磁珠、微流體等方法。其中,免疫磁珠是唯一的臨床方法,以磁珠為核心進行分離,抗體偶聯在磁珠表面,實現特定的CTC組合。
基于納米器件的免疫磁性材料可以用于捕獲CTC,這里選擇介孔二氧化硅納米載體,另外磁性介孔二氧化硅納米粒子多開發為多功能磁性熒光納米平臺,具有足夠的介孔體積用和易于表面功能化,之前的研究表明磁性介孔二氧化硅納米粒子在CTC的分離和檢測方面前景廣闊。
最后由于磁珠缺乏活性基團,介孔二氧化硅涂層可以提高磁珠的穩定性并提供硅烷醇基團來增強GPC3抗體的結合,同時能負載熒光分子,如香豆素6(C6),以監測CTC捕獲過程并觀察CTC。
C6/MMSN-GPC3的制備
簡而言之,在 PBS 緩沖液(pH 7.8~8.0,包括 4 mM EDTA)和 N 2氣氛下,GPC3 抗體與用于硫醇化的 Traut 試劑以 1:20 的摩爾比反應。硫醇化 GPC3 抗體的純化通過 Zeba Desalt 離心柱 (Thermo Scientific, US) 進行。然后,將 40 mg C6/MMSN-PEG 2000 -Mal 超聲分散在 PBS 緩沖液(pH 7.8~8.0,含有 4 mM EDTA)中,并添加到上述溶液中。反應進行過夜。通過離心除去游離的硫醇化GPC3抗體。最終獲得的沉淀是C6/MMSN-GPC3。
結論
綜上科研人員開發了基于用GPC3 抗體 (C6/MMSN-GPC3) 修飾的磁性介孔二氧化硅納米粒子的CTC捕獲平臺,用于富集HCC和CTC。該平臺捕獲效率高于傳統的 EpCAM 免疫磁珠,捕獲的CTCs保持了較高的活力和良好的遷移能力,實現了對HCC患者血液樣本中CTC的選擇性捕獲和準確檢測,用于HCC早期診斷和預后評估。
本文涉及的科研材料
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MMSN-GPC3 磁性介孔二氧化硅納米粒子偶聯GPC3抗體
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本文涉及的材料定制技術
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