近日，中國科學院國家納米科學中心李樂樂課題組在microRNA在體精準檢測方面取得新進展。相關研究成果“A NIR Light Gated DNA Nanodevice for Spatiotemporally Controlled Imaging of MicroRNA in Cells and Animals”以封面文章發表在《美國化學會志》上（Journal of the American Chemical Society, 2019, DOI：10.1021/jacs.9b01931）。論文第一作者是國家納米中心博士后趙健，通訊作者是研究員李樂樂。

國家納米中心microRNA精準檢測研究取得進展

作為細胞通路的重要調控因子，microRNA是一類長約18-24個核苷酸的內源性非編碼單鏈RNA，在腫瘤的發生和發展過程中起著關鍵作用。microRNA已成為一類重要的腫瘤標志物，其精準檢測對于生物醫學研究、疾病診斷和治療具有重要意義。然而，目前報道的細胞內檢測體系遵循“始終開啟”的設計原理，一旦遇到靶標將立即進行識別和響應，從而導致低的時空分辨率和低的檢測準確性。因此，開發新的分析方法和技術，在細胞和活體水平實現microRNA可控的精準檢測，依然是一個挑戰。

李樂樂課題組將分子信標設計與上轉換發光納米技術巧妙結合，構建了一個近紅外光遠程操控的智能型DNA納米器件，實現了細胞和活體水平“時-空”可控的microRNA精準檢測。該研究設計和合成了環狀區修飾光敏基團的分子信標，并將其可控地裝載在上轉換納米顆粒表面，構建了一個傳感功能可被遠程激活的醫用納米器件。該納米器件對microRNA的的檢測功能處于“關閉”狀態，當到達細胞內特定位置后，在近紅外光的照射下，上轉換納米顆粒局域地轉換并發出高能紫外光，進而“開啟”分子信標對microRNA的傳感功能，有效提高了檢測的精準性和時空分辨率。課題組進一步利用該納米器件實現了小鼠腫瘤內microRNA的激活型精準成像。該工作展示了智能型納米器件在microRNA等腫瘤標志物精準檢測方面的潛力，極大地擴展了精確生物分析的工具箱，并將為腫瘤發生、發展等生物機制研究以及癌癥早期診斷提供技術支持。該研究得到國家人才計劃和國家自然科學基金的支持。