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中國(guó)微米納米技術(shù)學(xué)會(huì)生物微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)分會(huì)理事馮世倫博士、復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科主任關(guān)明博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建了一種診療一體化納米探針，聚焦腦脊液（CSF）中非小細(xì)胞肺癌腦轉(zhuǎn)移（NSCLC-LM）標(biāo)志物CEACAM6 RNA的檢測(cè)及肺癌的治療。相關(guān)研究成果以“AuNPs/DNAzyme/siRNA three-dimensional nanomotor for CEACAM6 RNA detection in cerebrospinal fluid and gene therapy of NSCLC（三維納米馬達(dá)用于腦脊液中CEACAM6 RNA檢測(cè)及NSCLC基因治療）”為題，發(fā)表在工程技術(shù)領(lǐng)域國(guó)際權(quán)威期刊《Chemical Engineering Journal》雜志（中科院一區(qū)Top，IF = 13.3）。

文章摘要

Abstract

非小細(xì)胞肺癌（NSCLC）是全球最常見的惡性腫瘤，其中最具挑戰(zhàn)性的是軟腦膜轉(zhuǎn)移（LM）問題。該團(tuán)隊(duì)前期的研究發(fā)現(xiàn)癌胚抗原相關(guān)細(xì)胞粘附分子6（CEACAM6）是NSCLC-LM的潛在生物標(biāo)志物。這也是NSCLC的治療靶點(diǎn)，與細(xì)胞遷移、侵襲和轉(zhuǎn)移有關(guān)。

在此，該團(tuán)隊(duì)首先構(gòu)建了診斷和治療一體化的Au NPs/DNAzyme/siRNA納米平臺(tái)來檢測(cè)腦脊液和活細(xì)胞中的CEACAM6 RNA，并通過基因治療抑制腫瘤生長(zhǎng)。

圖1 （A） 用于CSF樣本中CEACAM6 RNA檢測(cè)的Au納米探針。（B） 用于CEACAM6 RNA檢測(cè)和非小細(xì)胞肺癌癌癥治療的Au納米探針。

納米探針將由 CEACAM6 RNA 觸發(fā)，熒光信號(hào)將通過 DNAzyme 循環(huán)反應(yīng)放大以進(jìn)行原位成像。金納米探針檢測(cè)腦脊液樣本的靈敏度和特異性分別為83.33%和91.67%。Au NPs 遞送 siRNA 可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對(duì)其的攝取和積累，從而導(dǎo)致 CEACAM6 蛋白下調(diào)，最終抑制腫瘤細(xì)胞的侵襲和遷移。

圖2 用于細(xì)胞培養(yǎng)基和CSF樣本中CEACAM6 RNA檢測(cè)的Au納米探針。（A） 細(xì)胞培養(yǎng)基和腦脊液樣本的檢測(cè)程序；金納米探針在不同時(shí)間與A549細(xì)胞培養(yǎng)基反應(yīng)的熒光光譜（B）和強(qiáng)度（C）；（D，E）與NSCLC-LM樣品（P1∼P24）和非腫瘤CSF樣品（N1∼N24）一起孵育的Au納米探針的熒光強(qiáng)度，***p＜0.001；（F）CSF CEACAM6 RNA的ROC曲線用于診斷NSCLC-LM；（G）與CSF樣品一起孵育的Au納米探針的熒光強(qiáng)度（S1∼S30）。（H）CSF樣本中的CTC；比例尺=50 μm。

此外，該納米探針已有效地應(yīng)用于小鼠模型的原位熒光成像和腫瘤生長(zhǎng)抑制。

圖3 Au納米探針在小鼠模型中的驗(yàn)證。（A）NSCLC和LM小鼠的體內(nèi)熒光成像。（B）大腦和肺部的熒光成像。（C）裸鼠模型實(shí)驗(yàn)程序。（D）注射Au納米探針0至12小時(shí)后的體內(nèi)熒光成像。治療期間各組小鼠模型的體重（E）和腫瘤體積（F）的變化。（G）治療后荷瘤小鼠的腫瘤腫塊。（H）治療前后荷瘤小鼠的照片。（I）每組腫瘤組織的H&E染色。比例尺=500 μm。Western blot分析（J）和不同治療腫瘤組織中CEACAM6蛋白（K）的相對(duì)表達(dá)水平（***p＜0.001）。

毫無疑問，這種組合納米平臺(tái)將成為潛在生物標(biāo)志物檢測(cè)和癌癥治療的一種有前途的診斷和治療一體化策略。

作者團(tuán)隊(duì)：

馮世倫博士，現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所傳感技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室集成光電生化傳感器負(fù)責(zé)人/副研究員、中國(guó)微米納米學(xué)會(huì)生物微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)分會(huì)理事，聚焦于集成光電生化傳感器和系統(tǒng)裝備研究。

關(guān)明博士，現(xiàn)任復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科主任，華山醫(yī)院腦脊液檢驗(yàn)中心主任，中華醫(yī)學(xué)會(huì)檢驗(yàn)分會(huì)副主任委員兼秘書長(zhǎng)，聚焦于基于腦脊液的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷新策略新方法研究。

復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)科為論文第一署名單位，博士研究生沈福志為論文第一作者。華山醫(yī)院關(guān)明教授、徐州醫(yī)科大學(xué)高豐雷教授、中國(guó)科學(xué)院微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所馮世倫副研究員為論文共同通訊作者。該工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金（82272429）以及上海市經(jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)（2021-GZL-RGZN-01037）的資助。合作團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期招聘相關(guān)生物醫(yī)學(xué)工程博士后，對(duì)此工作持續(xù)攻關(guān)。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153728

引用格式：

F. Shen et al., “AuNPs/DNAzyme/siRNA three-dimensional nanomotor for CEACAM6 RNA detection in cerebrospinal fluid and gene therapy of NSCLC,” Chemical Engineering Journal, vol. 495, p. 153728, Sep. 2024, doi: 10.1016/j.cej.2024.153728.