量子點(diǎn)與單域抗體偶聯(lián)產(chǎn)物檢測(cè)HER2的研究

癌癥即惡性腫瘤，被認(rèn)為是不治之癥，但如果能將癌癥或惡性腫瘤在發(fā)病早期診斷出來，就可以爭(zhēng)取時(shí)間，及早治療，從而大大提高癌癥患者的存活率。雖然免疫組織化學(xué)等方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于癌癥生物標(biāo)志物的檢測(cè)中，但該方法干擾因素多，敏感性較低，癌癥階段判斷性不強(qiáng)等缺點(diǎn)，極易導(dǎo)致誤診。隨著納米生物技術(shù)的飛速發(fā)展，新型半導(dǎo)體納米晶體量子點(diǎn)逐步應(yīng)用到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，該技術(shù)與腫瘤生物標(biāo)志物的結(jié)合，將對(duì)癌癥的發(fā)病機(jī)理研究、早期診斷、靶向治療以及預(yù)后復(fù)發(fā)檢測(cè)產(chǎn)生積極影響。

本文介紹了一種基于量子點(diǎn)與抗人表皮生長(zhǎng)因子受體2(HER2)的單域抗體（sdAbs）偶聯(lián)生成超小發(fā)光納米探針的方法，并將其成功應(yīng)用于檢測(cè)肺癌和乳腺癌腫瘤細(xì)胞。研究人員首先模擬了體外腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境，利用微環(huán)境培育不同的肺癌和乳腺癌細(xì)胞系，運(yùn)用Western Blot以及ELISA實(shí)驗(yàn)獲得不同HER2表達(dá)水平的肺癌和乳腺癌細(xì)胞系。接著采用基因工程抗體的方法制備HER2單域抗體（見圖1）：將生物標(biāo)志物HER2免疫羊駝，取羊駝血清中的淋巴細(xì)胞獲取RNA，構(gòu)建噬菌體抗體庫，通過ELISA篩選獲得活性高的抗HER2的單域抗體，最后通過測(cè)序獲得單域抗體可變區(qū)的序列。通過延伸PCR，構(gòu)建含有his-tag和cys的單域抗體（圖2），通過原核表達(dá)獲得工程化的sdAbs-SH。然后通過4-(N-馬來酰亞胺甲基)環(huán)己烷-1-羧酸磺酸基琥珀酰亞胺酯鈉鹽（sulfo-SMCC）或N-(p-馬來酰亞胺基苯基)異氰酸酯（PMPI）兩種方式將sdAbs-SH與修飾氨基或羧基的量子點(diǎn)偶聯(lián)（圖3）。最后，用sdAbs-QDs偶聯(lián)物檢測(cè)微環(huán)境中培育的不同HER2表達(dá)水平的肺癌和乳腺癌細(xì)胞，通過激光共聚焦顯微鏡觀察肺癌和乳腺癌的染色情況，并應(yīng)用流式細(xì)胞儀進(jìn)行檢測(cè)分析（圖5）。文章證實(shí)與傳統(tǒng)的有機(jī)染料Alexa Fluor 488、568相比，在不同HER2表達(dá)水平的肺癌和乳腺癌細(xì)胞檢測(cè)中，sdAbs-QDs偶聯(lián)物的染色效果具有明顯的優(yōu)越性。

研究者利用sdAbs-QDs偶聯(lián)物能夠檢測(cè)到癌癥細(xì)胞低水平表達(dá)的HER2，這種檢測(cè)方法兼具量子點(diǎn)優(yōu)良熒光特性和超小單域抗體極強(qiáng)的穿透性，從而大大提高了檢測(cè)的靈敏度。該項(xiàng)技術(shù)將極大的推動(dòng)QDs作為標(biāo)記探針在癌癥研究和診斷方面的應(yīng)用。該文發(fā)表于ACS NANO雜志上。