生物传感器能够通过体内或液体活检成像实现肿瘤诊断，但其仍面临着进入肿瘤部位的效率低下和缺乏可靠的肿瘤相关生物标志物等挑战。有鉴于此，湖南大学楚霞教授和陈婷婷教授构建了一种基于多功能肽核酸(PNA)/肽共聚物和DNA四面体的双模态生物传感器，并将其用于肿瘤成像和尿液分析。
本文要点：
（1）该生物传感器可在肿瘤微环境中被基质金属蛋白酶（MMP）裂解，随后能够进入癌细胞，引发microRNA-21特异性催化发夹组装反应。MMP的裂解产物会被释放到血液中，并通过肾脏被过滤掉。由于PNA是一种合成的DNA类似物，无法被核酸酶和蛋白酶降解，因此其可以作为一种可靠的合成生物标志物。研究发现，高效液相色谱法能够对尿液中的PNA进行检测。
（2）研究者将该生物传感器“搭便车”到巨噬细胞膜上，以利用巨噬细胞主动归巢肿瘤部位和浸润肿瘤的能力实现了在肿瘤深处的高效递送。实验结果表明，该生物传感器具有显著提高的输出信号，能够通过尿液检测对肿瘤体积小至30 ~ 40 mm3的小鼠进行可靠诊断。综上所述，该研究开发的搭便车巨噬细胞的双模态生物传感器可作为一种非侵入性工具以实现肿瘤诊断和肿瘤进展评估。
Kaiji Wei. et al. A Multifunctional Peptide Nucleic Acid/Peptide Copolymer-Based Dual-Mode Biosensor with Macrophage-Hitchhiking for Enhanced Tumor Imaging and Urinalysis. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c10562
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c10562
