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癌症的变色尿检显示小鼠研究的潜力

帝国和麻省理工学院的工程师开发的一种简单而敏感的尿液测试产生了尿液的颜色变化,以指示小鼠肿瘤的生长。

在早期阶段检测癌症的工具可以提高患者的生存率和生活质量。然而,癌症筛查方法通常需要昂贵的设备和去诊所的旅行,这在医疗基础设施很少的农村或发展中地区可能是不可行的。因此,新兴的即时诊断领域正致力于开发更便宜,更快速,更易于使用的测试。

一对国际工程实验室现已开发出一种工具,可在结肠癌存在时改变小鼠尿液的颜色。测试快速,非侵入性癌症测试的结果今天发表在Nature Nanotechnology上。

由帝国教授Molly Stevens教授和麻省理工学院教授以及霍华德休斯医学研究所研究员Sangeeta Bhatia领导的团队开发的早期技术是将纳米传感器注入小鼠体内,这些小鼠被肿瘤释放的酶(称为蛋白酶)切断。

当纳米传感器被蛋白酶破坏时,它们会穿过肾脏,在尿液检测后可以用肉眼看到,产生蓝色变化。

研究人员将这项技术应用于患有结肠癌的小鼠,并发现相对于取自健康小鼠的测试样本,来自荷瘤小鼠的尿液变为亮蓝色。

帝国材料和生物工程部门的史蒂文斯教授说:“通过利用产生颜色变化的化学反应,可以在不需要昂贵且难以使用的实验室仪器的情况下进行该测试。

“简单的读数可能会被智能手机拍摄,并传输给远程护理人员,以便将患者与治疗联系起来。”

感应信号

当肿瘤生长和扩散时,它们通常会产生生物信号,称为生物标记物,临床医生用它来检测和跟踪疾病。然而,并非所有生物标志物在肿瘤生长中都发挥积极作用,并且大多数生物标志物以如此少的量存在以至于它们可能难以找到。

被称为基质金属蛋白酶(MMPs)的一类肿瘤蛋白作为潜在的生物标志物已引起关注,因为这些酶通过咀嚼通常使细胞保持在适当位置的组织支架来帮助促进肿瘤的生长和扩散。

许多癌症类型,包括结肠肿瘤,产生高水平的几种MMP酶,包括一种称为MMP9。

在这项研究中,Imperial-MIT团队开发了纳米传感器,其中超小金纳米团簇(AuNCs)通过MMP9s断裂的连接与蛋白质载体连接

秒速飞艇官网为了开发变色尿液测试,研究人员使用了两种AuNC特性 - 它们非常小(<2纳米)的尺寸,以及当用化学底物和过氧化氢处理时它们能够引起蓝色变化的能力。

研究人员将AuNC蛋白复合物设计成在肿瘤微环境或血液中被MMPs切割后进行分解。当分开时,释放的AuNCs通过血液传播并且足够小以通过肾脏过滤到尿液中。

在没有高MMP水平的健康小鼠中,复合物保持完整,并且太大而不能进入尿液。如果AuNCs已经浓缩在尿液中,化学测试将产生肉眼可见的蓝色变化。

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