CCS Chemistry | 纳米卫星胶囊探针，同时检测细胞内端粒酶和DNA甲基化水平

中国化学会

南京大学朱俊杰、张剑荣教授等构建了一种可变形的纳米卫星胶囊探针，能同时定量检测细胞质端粒酶活性和细胞核内DNA甲基化水平，这种策略可以在细胞中进行不同空间的目标物检测。

端粒酶是一种具有逆转录酶活性的核糖核蛋白，由TERT(端粒酶逆转录酶)和TERC（端粒酶RNA成分）两部分组成，可以在DNA末端添加重复核苷酸序列。端粒酶通常在正常的人类分化细胞中沉默，但是在85％以上的癌细胞中过度表达，导致癌细胞无休止地分裂。

DNA甲基化可调节多种基因的表达，包括端粒酶。而DNA异常的甲基化则是恶性肿瘤的重要特征。除端粒酶特异性位点甲基化异常外，细胞内端粒酶活性与DNA甲基化水平的关系也值得进一步研究。然而，由于端粒酶和DNA甲基化在细胞中的分布，需要探针同时在细胞质和细胞核中发挥检测作用，这对同时检测两种因素的分析方法提出了更大的挑战。但是，目前所开发的检测方法还不能同时满足检测细胞质端粒酶活性和细胞核DNA甲基化。

近期，南京大学朱俊杰教授、张剑荣教授和博士生黄珊等通过DNA链杂交法稳定合成了可以同时响应端粒酶和DNA甲基化两种目标物的纳米卫星探针可以同时在细胞内空间定量两种相关联的目标物。与目标物响应后，用纳米硅碗作为端粒酶检测的输出信号；银纳米簇因其尺寸优势可进入细胞核，作为DNA甲基化的输出信号，对两种目标物进行高灵敏的检测。探针的合成表征如图1所示。

图1

在解决了目标物所在细胞内的位置不同而无法同时检测的问题后，作者又对两种相关联的目标物在癌症抑制类药物的药效评估上的潜在应用进行了探究。有趣的是，两种目标物的含量比值与癌症治疗药物的药效具有良好的线性关系，而这种结果无法从单一目标物的检测中得出。因此，基于两种或几种相关联的癌症标志物的检测，可以为精确的医学和药物分析提供有效的技术工具。