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体液中纳米颗粒的形状可能有助于识别癌症的类型

生物科普网 2021-07-14 477
日本大学的科学家最近的一项研究表明,体液中细胞来源的纳米颗粒,即 “细胞外囊泡”(ev) 的形状,可以作为识别癌症类型的生物标志物。在这项研究中,科学家们成功地测量了来自肝脏、乳房和结肠直肠癌细胞的 ev 的形状分布,表明形状分布彼此不同。这些发现最近发表在《分析化学》杂志上。

早期发现体内的癌症肿瘤是有效治疗的必要条件。然而,很难在早期检测出所有类型的肿瘤,因为不同类型的癌症检测方法不同,而且有些方法需要痛苦的医疗程序。因此,找到无痛且能检测多种癌症的方法至关重要。

细胞外囊泡 (EVs) 是一种直径约为 100 纳米的生物颗粒,由各种细胞分泌,存在于血液和尿液等体液中。值得注意的是,ev 含有携带有关分泌源细胞信息的生物分子。此外,ev 中包含的遗传物质参与了细胞间的通信。这表明分析体液中 ev 中的生物分子可以帮助检测和识别体内某些类型的癌症肿瘤。

以前的研究用电子显微镜观察了各种形状的电动汽车的图像。然而,目前还没有研究 ev 在体液中分布的形状的技术,这主要是因为测量纳米材料在溶液中的形状存在困难。在这种情况下,来自九州大学、名古屋大学、大阪大学和东京医科大学的一组研究人员试图利用他们开发的设备研究液体中单个电动汽车的形状,通过测量颗粒通过直径为 200 nm 的孔隙时离子电流的变化,可以分析溶液中单个颗粒的形状。

利用该设备,该团队成功地测量了从培养的肝脏、乳腺和结肠癌细胞以及正常乳腺细胞中提取的 ev 的形状,并发现它们的形状分布彼此不同。例如,来自肝癌细胞的电动汽车包含球形颗粒和椭圆形 (如橄榄球) 颗粒的混合物,而来自乳腺癌细胞的电动汽车仅由球形颗粒组成。

然后,研究小组比较了乳腺癌患者和非癌症患者血液样本中 ev 的形状分布。结果显示,两组 ev 的形态分布存在差异,说明通过检测血液中 ev 的形态分布可以区分乳腺癌患者与非乳腺癌患者。

该研究的作者之一、名古屋大学工程研究生院的副教授 Takao Yasui 说:“在这项研究中,我们发现通过测量体液中 ev 的形状分布可以识别癌症的类型。”

研究人员指出,测量更多种类的电动汽车将为他们提供更准确的潜在电动汽车形状分布,作为癌症检测、筛查和诊断的指标。

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"Rapid Discrimination of Extracellular Vesicles by Shape Distribution Analysis,"was published online in the journal Analytical Chemistry on April 28, 2021, at https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.1c00258

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