百人計劃張忠平團隊以納米顆粒實現細胞檢測及精準導航

　　近期，智能所智能微納器件研究室張忠平特聘研究員團隊在腫瘤細胞檢測及精準手術導航方面取得突破。相關研究成果近日發表在國際著名化學期刊ACS Nano（DOI: 10.1021/acsnano.8b00743）上，并已申請了國家發明ZL。

腫瘤細胞專屬性球形核酸探針用于腫瘤的跨平臺檢測

　　癌癥是一種高發病率和高致死率的疾病，其共性是細胞不受控制生長和永生化。在活體條件下精確區分腫瘤細胞和正常細胞是癌癥早期診斷、干預和治療評估的基礎性、關鍵性難題，其根本困難是腫瘤細胞異質多樣性和缺乏真正通用標志物。該研究跨過不同腫瘤細胞的基因型和表型差異，直接針對腫瘤細胞不受控制生長和永生化共性的決定因素（端粒酶活性），設計腫瘤細胞專屬性成像的球形核酸探針，實現腫瘤活體影像診斷和細胞級別的腫瘤精準手術。

　　腫瘤細胞不受控制生長和永生化需要高活性端粒酶的催化，團隊以金納米顆粒為載體，設計出表面負載大量特異性雙鏈DNA的球形核酸探針（見圖）。在端粒酶的催化下，該探針能夠釋放熒光染料進入細胞質中，使腫瘤細胞發出紅色熒光，從而達到腫瘤細胞的可視化檢測。通過熒光信號的變化，實現了十幾種代表性腫瘤細胞與正常細胞的精確區分、腫瘤細胞惡性程度的鑒別，以及小鼠腫瘤的活體成像、裸眼可視化和組織切片鑒定等。研究結果表明，這種球形核酸探針是一種理想的腫瘤精準手術導航造影劑。

　　目前的腫瘤手術主要基于醫生的經驗和主觀判斷，缺乏區分腫瘤組織和正常組織的有效手段。該研究通過球形核酸造影劑讓腫瘤細胞“發光”，可憑借自身定位的準確性、超高的靈敏度幫助醫生從細胞水平上判斷腫瘤位置及邊界，從而對病灶進行精準切除，在降低手術風險的同時，大大降低腫瘤術后的復發率和死亡率。

　　該團隊正在尋求戰略投資合作伙伴，進一步開展腫瘤精準手術切除的動物以及臨床試驗，最終開發用于臨床腫瘤精準手術的造影劑，并推動產業化應用。

　　該研究工作得到了國家自然科學基金重點項目和面上項目的支持。