佛羅里達大學的化學家是第一個使用新工具來識別嚴重疾病的分子特徵的人 - 以前沒有任何關於這些微觀特徵或“生物標誌物”應該是什麼樣子的知識。有朝一日，這一進步可能會導致對某些類型的癌症和其他疾病的早期發現和改善治療。
“對於許多疾病，問題是我們真的不知道要尋找什麼，”化學教授、該論文的第一作者譚偉宏說。“我們做了什麼是創造一種技術來識別生物標誌物，儘管有這個限制。”
醫生經常根據腫瘤的外觀或患者的症狀來診斷癌症和其他疾病。雖然這種傳統方法可能是有效的，但它們有時只能在疾病確立後才能識別出疾病。例如，臨床醫生可能會根據患者肺部放射學檢查中出現的腫瘤可見圖像得知肺癌的存在--它比任何其他類型的癌症殺死的人都多。
因為早期檢測通常會改善結果，所以醫生希望在疾病生長或擴散並以更明顯和有害的方式表現出來之前，在分子水平上發現疾病。 Tan 說，鑑於患病細胞的分子結構與健康細胞的分子結構不同，這種方法應該是可能的，並且研究人員已經成功地使用抗體找到了這種“生物標誌物”。但他說，儘管經過多年的研究，大多數疾病的生物標誌物仍然難以捉摸或不可靠。
他的團隊轉向“適配體”，即識別並結合目標蛋白質分子的DNA或RNA單鍊鍊，作為一種新工具。他的論文報告了有史以來第一次成功使用適配體來發現一種分子生物標誌物--在這種情況下，是一種用於白血病的標誌物。
Tan說他的團隊使用了cell-SELEX，這是他的團隊開發並獲得專利的一種工藝。
研究人員在一個解決方案中創造了數万億種不同的適配體。然後，他們將已知攜帶這種廣受歡迎的疾病的細胞浸入溶液中。孵育一段時間後，他們沖洗細胞。
絕大多數適配體被沖走，但對病變細胞具有更強分子親和力的適配體仍然存在。研究人員多次重複該過程，最終將適體庫縮小到 10 到 25 個非常緊密附著的適體--那些與患病細胞最密切相關的適體。然後分析揭示了這些適體的分子結構，以及它們結合的細胞生物標誌物的分子結構。
“只要有問題的分子在病變細胞和正常細胞上以完全不同的方式表達，就可以被識別出來，”譚說。
坦帕 H. Lee Moffitt 癌症中心與研究所副教授兼遺傳諮詢與檢測服務主任 Rebecca Sutphen 表示，改進診斷可能不是該研究的唯一應用。
“識別癌細胞特異性生物標誌物並可能檢測少量癌細胞的機會具有許多潛在的臨床應用，包括疾病檢測、更好的腫瘤成像甚至乾細胞的潛在應用，”她說。
已發現白血病的其他生物標誌物，但沒有一個特別可靠，Tan 說。 Tan 和他的同事在 2006 年《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中報告了使用適體識別癌細胞。 Tan 說，最新的論文通過揭示所選適體識別的目標生物標誌物來取得進展，Tan 說。他說，這些目標將形成理解疾病的分子基礎。
“2006年，我們還不知道適配體在癌細胞表面識別了什麼，”他說。 “在目前的這項工作中，我們報告發現了這些生物標誌物，它們為我們了解癌症並為分子醫學準備不同的分子工具奠定了分子基礎。”
Tan 說這項研究特別有前景，因為與抗體相比，適配體的製造相對容易且成本低廉。 “這為更廣泛的應用提供了潛力，”他說，並補充說，有朝一日，適配體不僅可以用於檢測疾病，還可以將治療劑運送到患病細胞。
這項研究最近發表在《蛋白質組研究雜誌》的在線版上。該論文的共同作者是Dihua上官，Zehui Cao，Ling Meng，Prabodhika Mallikaratchy，Kwame Sefah，Hui Wang和Ying Li。
這項研究的部分資金來自美國國立衛生研究院的兩項贈款。它還獲得了佛羅里達州 Bankhead-Coley 癌症研究計劃的兩項贈款和佛羅里達州生物/納米傳感器卓越中心的一項贈款。
