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单细胞分析仪实现亚细胞水平局部给药下的实时检测
2021-04-20 11:05:22

研究背景

    亚细胞水平的药物传递和实时检测是目前研究抗癌疗效的痛点。很多天然来源药物抗癌的靶向位点都尚不明确,常规技术研究亚细胞水平作用位点及作用机制是困难的。

    西南大学李长明院士团队在small杂志报道一种还原性石墨烯(RGO)修饰的光探头传感器,尖端装载天然抗癌药物β-LAP,利用单细胞分析仪将药物传递至亚细胞水平,并实时监测药物作用下亚细胞位点ROSCa2+水平的变化。



摘要

    作者利用实时原位单细胞分析仪的显微操作系统实现亚细胞水平的局部给药,并实时监测在天然抗癌药物β-LAP的作用下,MCF-7细胞亚细胞位点(细胞质//核周区)的ROSCa2+的荧光信号变化,实验结果表明核周区是β-LAP起效的最佳作用位点,揭示了β-LAP通过升高细胞内ROSCa2+水平达到抗癌效果。该研究确定了抗癌药物的亚细胞最佳作用位点并阐明了药物作用机理。



实验

    作者制备了RGO修饰的光探针,利用显微操作系统将探针上装载的抗癌药物β-LAP传递到亚细胞结构域中,实时监测亚细胞结构域中的ROSCa2+荧光信号。


结果:

1、亚细胞位点ROS的实时监测

图为不同区域的ROS荧光信号水平。结果显示:核周区域和细胞质区域ROS水平响应明显,细胞核内ROS水平无显著波动。结果表明药物反应的空间异质性,细胞核不是药物的作用位点。

 

2、亚细胞位点Ca2+的实时监测

图为不同区域的Ca2+荧光信号水平。结果显示:核周区Ca2+水平上升更快、更强。表明核周区为最佳作用位点,可进一步指导药物的亚细胞靶向传递。


总结

    利用纳米探头传感器可在单细胞水平上进行局部给药、药理研究,具有定位精准、实时原位监测的优势,有助于鉴定自然来源药物的分子靶向位点,研究药物最大治疗效果和最小副作用,且具有表征其他新药的潜力。


原文链接:

DOI:10.1002/smll.201102636 


    Rayme实时原位单细胞分析仪是国内首创的可以在单细胞水平上实现实时、原位、定量、双功能检测,可用于分析单个活细胞的代谢物质、遗传物质、离子浓度及酶活性。

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