Only Perception: 奈米粒子偵測端粒酶活性

2008-09-01

奈米粒子偵測端粒酶活性

Nanoparticles Detect Telomerase Activity
http://www.physorg.com/news136133250.html

July 24, 2008

端粒酶（Telomerase）一種酵素，能避免染色體在分裂時變短，廣遭懷疑在使癌細胞永垂不朽中扮演一種關鍵角色。雖然研究者已發展出各種方法測量這種酵素的活性，但沒有一種方法經證明適合在癌症診斷化驗或是開發藥物以阻止端粒酶活性的努力中使用。

現在，西北大學癌症診斷與治療奈米材料中心的研究團隊開發出一種新形態、基於奈米粒子的化驗，同時展現出精確性與敏感性，足以在臨床中使用。

Chad Mirkin, Ph.D.，西北大學由國家癌症研究所所支持的癌症奈米卓越中心的首席研究者，領導開發出這種新化驗的研究團隊。他們的結果出現在 Journal of the American Chemical Society 上。

這套化驗系統包含塗佈一段短 DNA（short stretches of DNA）的金奈米粒子，那可作為端粒酶的基質。當一個包含此酵素的樣本與這些奈米粒子混合時，端粒酶會與 DNA 序列結合，並開始在 DNA 的末端添加六種特定核苷酸的反覆延伸。在一短暫時間後，研究者洗掉任何端粒酶，並接著添加有磁性的、塗佈一部份寡核苷酸（oligonucleotide）的微粒子，這種寡核苷酸的序列與端粒酶所添加的完全互補。

這種有塗層的磁性微粒子與任一伸長的（elongated） DNA 結合，並讓研究者利用磁場使這些複合物與其餘金奈米粒子分離。接下來，DNA 序列從金奈米粒子分離並使用一種銀顯影過程（silver development process）以及自動化的讀取器偵測，那是由 Dr. Mirkin 的團隊為一種相關的化驗系統所發明的，稱為生物條碼化驗（biobarcode assay）。

利用這種化驗，當培養中只有 10 到 1000 個腫瘤細胞生長時，研究者就能夠可靠地偵測端粒酶的活性。研究者接著證明，在加入此酵素一種已知的阻斷劑後，他們能夠偵測端粒酶中的活性變化，指出這種化驗能協助將端粒酶抑制劑發展成抗癌藥劑。

這項研究，部份由 NCI 的 Alliance for Nanotechnology in Cancer 資助。

※ 相關報導：

＊ A New Approach to Amplified Telomerase Detection with Polyvalent Oligonucleotide Nanoparticle Conjugates
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/jacsat/2008/130/i30/abs/ja803035p.html

Gengfeng Zheng, Weston L. Daniel, and Chad A. Mirkin
J. Am. Chem. Soc., 130 (30), 9644–9645, 2008.
doi: 10.1021/ja803035p

We report a new assay for human telomerase activity that relies on polyvalent oligonucleotide nanoparticle conjugates as diagnostic probes and amplification units. Gold nanoparticles functionalized with specific oligonucleotide sequences can efficiently capture telomerase enzymes and subsequently be elongated. Both the elongated and unmodified oligonucleotide sequences are simultaneously measured. The two strands not only serve as internal positive controls for each other but also provide a way of amplifying signal. At high concentrations, both elongated and unmodified strands exhibit measurable responses. At low telomerase concentrations (e.g., from 10 HeLa cells), elongated strands cannot be detected, but the unmodified sequences, which come from the same probe particles, can be detected because their concentration is higher, providing a novel form of amplification. This new assay rivals the sensitivity of the conventional PCR-based method of telomerase detection.