西亚试剂：利用金纳米粒子靶向结合DNA检测肿瘤水平

BRCA1是一个抑癌基因，能够在某些情况下，将一个细胞转变为肿瘤类型。测量一个细胞中BRCA1 mRNA剪接变体的数量，可以显示这个基因是否正在表达，这是乳腺癌一个可能的迹象。

但是，目前检测癌症的方法，都依赖于数百或数千个细胞所组成的样本，不能提供癌症相关基因如何在单个细胞内表达的详细信息。

普渡大学的农业和生物工程教授Joseph Irudayaraj和他的研究小组，首次检测和量化单个细胞中的BRCA1 mRNA剪接变体——当mRNA形成时被移除的遗传物质片段。剪接变体可以决定一个细胞的命运，以及特定蛋白是如何表达的。剪接过程中出现的错误与各种疾病有关。

他说：“利用这种方法，我们基本上能够海里捞针，并且我们可以确定海里是有5根针还是50根针。”

Irudayaraj和他的研究生助理Kyuwan Lee——该研究的第一作者，改造普遍纳米技术方法，来应对“活细胞中mRNA剪接变体的精确定位”这个挑战。他们制备了金纳米粒子——比人的一根头发直径小1000多倍，并用与BRCA1 mRNA 剪接变体互补的DNA链标记它们。

当注入细胞后，纳米粒子就附着于BRCA1 mRNA 剪接变体的任意一端，形成被称为二聚体的结构，Irudayaraj称，这种结构就像“一对手拉手的情侣”。

因为当二聚体遇见光时，会发出一种独特的信号，因此，研究人员就能够通过利用一个简单的光源照射细胞，来测量二聚体的数量。一个细胞中二聚体的数量，与BRCA1 mRNA剪接变体的数量相对应。

当光照在一个金纳米粒子上时的表现有所差异，从而可让研究人员能够将二聚体和自由浮动的金粒子区别开来。

研究人员用两种方法来量化二聚体：光谱法，测量遇见一个物体时的光散射方式，和一个比色图像，在上面二聚体显示为红色的点，而单个金粒子则呈绿色。

该技术可以在大约30分钟内，量化单个细胞中的mRNA剪接变体。Irudayaraj正在修改系统，以加快这个过程，以便其可以用于组织活检。他说：“如果我们能够在组织活检中以单细胞分辨率量化关键的mRNA，对于重要疾病的治疗方案改善来说，将非常的强大。”

Irudayaraj称，该技术还能够提高我们对于细胞生物学的理解，为基于单细胞的遗传分析和诊断铺平了道路。