MicroRNAs (miRNAs)在不同人类疾病(如癌症)的研究中越来越受到重视，因为miRNA表达的变化往往与细胞功能异常有关。为了实现miRNAs的快速和高灵敏度分析，香港城市大学(CityU)的一个研究小组开发了一种新的细胞内活检技术，该技术利用金刚石纳米针在大约10分钟内从活细胞中分离出目标miRNAs。该技术简单，可应用于病毒核酸检测(如COVID-19)和早期癌症诊断等其他方面。
该研究由该校生物医学工程系副教授石鹏博士领导。他们的研究结果最近发表在科学期刊《科学进展》上，题目是“高通量细胞内活检microRNAs以解剖细胞异质性的时间动态”。
Quasi-single-cell microrna的分析
MiRNAs是一种短的非编码RNA片段，参与基因表达的转录后调控。它们深刻地调节着不同的生物过程，如细胞分化、增殖和生存。
聚合酶链反应(PCR)是目前最流行的miRNA分析方法。然而，由于分离、纯化和从细胞裂解物中扩增rna等过程，它的成本高，程序复杂，周转时间长。此外，传统的PCR只给出了数千个细胞的平均测量值，而不考虑细胞之间可能存在差异的事实。这一问题对于鉴别罕见细胞尤其重要，如癌症干细胞，它是引起癌症复发和转移的主要因素之一。
作为一种替代方法，城市大学的研究小组开发了一种高通量技术，称为“细胞内活检”，该技术可以大大简化实验操作，不再需要rna的分离、纯化和扩增。因此，处理时间从小时减少到10分钟左右。
这项技术是基于之前由研究小组开发的“分子钓鱼”系统。它使用一组金刚石纳米针作为“鱼竿”，使用P19，一种RNA结合蛋白作为“鱼钩”。P19可以结合所有长度为19-24个核苷酸的双链rna。利用“鱼竿”穿透细胞膜，直接拉出“鱼钩”捕获的多个miRNA靶点，保持细胞存活。随后可视化每个纳米针的“钓鱼结果”，从而使准单细胞miRNA分析成为可能。
“目前，我们可以在每次穿刺中同时提取9个miRNA靶点;通过进一步优化，杏2注册可进一步扩大目标数量。一个纳米针贴片可以清洗并重复使用50多次，”史博士解释道。香港城市大学专利纳米针由材料科学讲座教授张文军教授制作。
捕获同一细胞群体不同时间miRNA表达的变化
与基于pcr的方法需要裂解细胞样本不同，在纳米尺度穿刺后，细胞仍然是活的。因此，研究者可以对同一细胞进行多次分析，以监测与细胞活性相关的miRNAs表达的波动。这意味着研究人员可以通过比较miRNA分析结果来观察细胞是如何进化的。为了验证这一概念，研究人员在小鼠胚胎干细胞向运动神经元分化的过程中进行了内切活检。
“从结果中，我们可以获得来自干细胞的新生细胞的百分比信息。我们也可以知道不同细胞群之间的关系。用现有的方法是不可能进行这样的分析的。
一个潜在的平台，治疗策略的质量控制和超越
施博士认为，细胞内活检技术将为定量检测同一批细胞的miRNA表达的时间动态提供机会，从而揭示混合细胞群中细胞异质性的演化。它可作为一个快速方便的评估平台，用于包括细胞成分的新兴治疗策略的质量控制，如干细胞或CAR - t细胞治疗(通过基因操纵病人的免疫细胞来识别和杀死癌细胞)。这可以提高治疗的有效性和安全性。
此外，最近在医疗市场上，miRNA表达谱被用于早期癌症筛查。该团队认为，
杏耀娱乐平台怎么样，这项新技术具有高度的可转译性，并与现有的医疗保健应用兼容，这使得这种分析方法显著缩短和简化。该团队已经开始在一项结肠癌筛查研究中测试这项技术。
“我们的技术可以用于干细胞以外的细胞，杏耀yl注册例如血细胞、癌细胞或t细胞等。它不仅可以用于分析miRNA，还可以用于不同种类的rna，甚至可以用于COVID-19病毒的检测。”
