微米和纳米科技材料

日本名古屋大学开发出新型纳米医疗装置:可用于筛查癌症!

导读

最近,日本名古屋大学的研究人员开发出一种新型医疗装置,可以有效地捕捉“胞外膜泡”(EV),利用它们筛查癌症。

背景

细胞之间通过一系列不同的机制相互通信。其中的一些机制是众所周知的,例如:掠夺型威胁会驱使动物释放出去甲肾上腺素,它是一种流经血液的荷尔蒙,会促使心脏和肌肉细胞发起“或战或逃反应”。

有一种细胞运输模式,大家并不熟悉的,也称为“胞外膜泡”(EV)。我们可以将EV当成一种小“块”细胞,它能够夹断并可以在全身循环,将信使(cargo )货物释放至其他细胞。这些信使越来越多地被认为细胞间通信的“关键介质”。

创新

在一项发表于《科学进步》(Science Advances)杂志上的新论文中,日本名古屋大学的研究人员开发出一种新型医疗装置,可以有效地捕捉这些EV,利用它们筛查癌症。

日本名古屋大学开发出新型纳米医疗装置:可用于筛查癌症!

(图片来源:参考资料【2】)

技术

论文的领导作者 Takao Yasui 解释说,EV有望作为临床指标使用。EV里面包含的分子成分将为特定疾病提供诊断。对于任何领域的医生来说,持久的挑战在于开发一个非侵入性的诊断工具,使之可以定期监测病人,例如简单的尿检。

在许多分子中,EV被发现装载的是microRNAs,它也是核糖核酸短的片段,在普通的细胞生物学中扮演着多种角色。重点是,在尿液中出现特定的 microRNAs,可作为严重疾病:膀胱癌与前列腺癌的红色标记。因此,这种重要“货物”理论上可以帮助医生进行癌症诊断,但是仍然还有许多技术障碍有待克服。其中一个障碍是:找到一种可行的方法,捕捉足量的EV,在常规临床条件下分析它们。

日本名古屋大学开发出新型纳米医疗装置:可用于筛查癌症!

(图片来源:名古屋大学)

Yasui 表示,尿液中EV的含量非常低,低于总液体容量的 0.01%。这对于诊断设备来说是一个重要障碍。他们的方案是将氧化锌纳米线嵌入到专门的聚合物中,他们相信通过这种方法创造出材料在捕捉这些膜泡方面特别高效。这项研究开发出的设备真正是高效的。他们的采集率达到99%,超越超速离心法以及该领域目前使用的其他方法。

日本名古屋大学开发出新型纳米医疗装置:可用于筛查癌症!

(图片来源:名古屋大学)

价值

为了测试设备的实用性,研究团队将从健康人身上分离出EV中的microRNAs,与那些已经诊断为膀胱、前列腺和其他形式的癌症病人身上获取的进行比较。相对于标准的超速离心法,他们的技术只需要1毫升尿液(远远多于常规检查期间提供的特殊沉淀),而且发现更大的数量和不同种类的microRNAs。

论文合著者 Yoshinobu Baba 表示,发现一种特殊的、可复制的标记物,来帮助诊断癌症,是很困难的。这对于microRNAs 来说特别真实,它在这个领域是新型的标记物。有时候,仅仅发现了一个可靠的microRNA就算一种成功。使用这种方法,他们惊喜地发现了不止一个,而是与不同种癌症相关的全部的microRNAs 组合。

当然,这种研究发现是初步的,但是他们希望他们的设备能够为更容易地尽早诊断威胁生命的疾病奠定基础。

关键字

医疗、癌症、纳米

参考资料

【1】https://en.nagoya-u.ac.jp/research/activities/news/2017/12/development-of-a-nanowire-device-to-detect-cancer-with-a-urine-test.html

【2】https://advances.sciencemag.org/content/3/12/e1701133

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