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外泌体（exosomes）是活细胞分泌的直径约为30-150 nm的微小囊泡，天然存在于各种体液中。肿瘤外泌体是由肿瘤细胞释放到细胞外环境的微小囊泡，携带母细胞相关的蛋白、脂质和核酸等活性物质，提供了可用于检测多种特征生物的标记物，已经成为理想的液体活检目标物之一。相比于传统的组织活检，这种微小囊泡具有迅速、便捷、损伤性小等优点。肿瘤外泌体数量高于循环肿瘤细胞，更易富集，其脂质双分子层膜结构可以防止被酶类物质降解，具有更高的稳定性，因此对于肿瘤诊断具有更大的优势。近日，南京师范大学的张卉教授课题组与南京邮电大学的沈清明教授课题组合作，设计了一种高灵敏度快速检测外泌体的电化学方法。

该方法首先利用核酸适配体（aptamer）与人类前列腺癌细胞分泌的外泌体特定表达的PSMA抗原蛋白发生特异性结合作用，释放原来与核酸适配体互补配对的DNA。由于一个核酸适配体可以与三条信号DNA（M1、M2、M3）同时结合，因此一个核酸适配体每结合一个外泌体就会释放三个信号DNA，可以实现信号的第一步放大。随后，作者通过电化学方法检测竞争释放的信号DNA。在电化学检测阶段，他们利用核酸外切酶III（ExoIII的循环剪切作用），实现了信号的第二次放大。最后，他们通过DPV方法检测DNA上吸附的电活性物质氨基钌（Ru(NH₃)₆³⁺）来获得电化学信号，根据电化学信号的强弱即可定量检测出溶液中外泌体的含量。通过这两步信号的放大作用，外泌体的检测限可达到70个/微升。随后，他们还检测了其他癌细胞来源的外泌体，证明该方法具有高度的选择性（下图左；LNCaP：人前列腺癌细胞外泌体，MCF-7：人乳腺癌细胞外泌体，HeLa：人宫颈癌细胞外泌体），并验证了该实验方法在复杂体系中的可行性（下图右；PBS：磷酸盐缓冲液，UC FBS：超滤离心后的牛血清）。

这一成果近期发表在Analytical Chemistry 上，文章的第一作者是南京师范大学已经毕业的硕士研究生董会雷，现于厦门大学攻读博士学位。

该论文作者为：Huilei Dong, Hongfei Chen, Juqian Jiang, Hui Zhang, Chenxin Cai, Qingming Shen

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Highly Sensitive Electrochemical Detection of Tumor Exosomes Based on Aptamer Recognition-Induced Multi-DNA Release and Cyclic Enzymatic Amplification

Anal. Chem., 2018, 90, 4507, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b04863

导师介绍

张卉

http://www.x-mol.com/university/faculty/11767

沈清明

http://www.x-mol.com/university/faculty/49715

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