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多种癌症的癌细胞DNA都有一种特异性的结构

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-11浏览次数:1998

最近,《自然》《Nature Communications》发表的一项研究为癌症的早期诊断带来了一种新的令人兴奋的方法。昆士兰大学澳大利亚生物工程与纳米技术研究所(AIBN)的研究人员发现,来自各种癌症的癌细胞具有特定的结构,并在此基础上发展出来。预期简单的诊断测试将成为癌症的通用早期诊断方法。

“癌症是一种特别复杂且变化极大的疾病,因此很难找到一种与所有癌症相同但与健康细胞不同的简单特征,”该研究的第一作者阿布新浪博士说。但现在,他们发现了一个几乎可以满足他们要求的功能。

从肿瘤中脱落并进入外周血液循环的癌细胞(即,循环肿瘤细胞或简称CTC)是癌症的生物标志物之一。随着癌细胞分裂和死亡,细胞中的各种物质,包括DNA片段,被释放并进入血液循环。基于CTC的液体活检技术是近年来的一个热门领域,特别是在癌症的早期诊断中,如测序检测血液中的游离DNA是否具有肿瘤特异性相关突变。

一些科学家认为DNA可用于通过表观遗传变化来帮助诊断癌症。在成熟细胞的DNA分子上,通常附着一些甲基,这种化学修饰可以调节基因的表达。肿瘤DNA的甲基化特征与健康组织的DNA不同。

AIBN的研究人员发现了一种区分DNA甲基化的物理化学特征的简单方法。在健康细胞的基因组中,DNA上的甲基基本上均匀分布。然而,癌细胞基因组的情况不同。大多数DNA片段缺少甲基,有些区域具有致密的甲基。研究人员检查了各种癌症的样本,发现这种纳米级结构特征存在于各种癌细胞DNA中,如乳腺癌,前列腺癌,结肠直肠癌和淋巴瘤。

该甲基分布的结构特征导致差异:循环肿瘤DNA分子和溶液中健康细胞DNA分子的3D折叠形态不同,因此裸金属表面的吸附能力不同。研究人员将来自外周血的DNA片段放入溶液中,其中循环肿瘤DNA分子在致密甲基的影响下形成特殊的3D结构,甲基被金箔电极吸附并与溶液分离。测量DNA吸附后金箔的电化学性质是否改变,并且可以在不到10分钟内获得肿瘤DNA存在的分析结果。

接下来,研究人员开发了一种更直观的检测方法。 “我们设计了一种使用纳米金颗粒的简单测试方法。当溶液中存在由肿瘤DNA形成的3D纳米结构时,它将立即改变颜色,“昆士兰大学化学教授兼AIBN联合创始人Matt Trau教授说。