东方时讯网郑州大学的研究人员开发了一种他们所说的易于使用的技术，该技术使用CRISPR基因编辑来检测血浆外泌体中的少量癌症相关microRNA(miRNA)，并有效区分恶性和良性样本。大多数癌症诊断技术依赖于不舒服的侵入性程序，例如活检、内窥镜检查或乳房X光检查。血液样本可能是一个不那么令人不快的选择，尽管目前只有少数几种疾病可以通过这种方式进行诊断。
在ACSSensors报告了简单、高灵敏度的脂质体介导的膜融合(MFS)-CRISPR技术后，HuaGao博士、KaixiangZhang博士及其同事表示，他们的新技术“可能在癌症诊断和治疗监测方面具有广阔的临床潜力”他们发表的描述MFS-CRISPR平台的论文题为“使用脂质体介导的转染CRISPR/Cas13a高效检测血浆中的外泌体miRNA”，他们在文中得出结论：“所提出的方法简单、快速且灵敏，可能会促进微创液体活检的发展。”
外泌体是从宿主细胞中分离出来的小囊泡，它们在其中携带功能性生物分子，例如核酸、miRNA、mRNA、DNA、脂质和蛋白质。因此，作者指出，外泌体可以为了解它们起源的原始细胞的生理状态提供一个窗口，因为它们的货物可能在不同的病理条件下发生变化。“在各种货物中，异常的miRNA表达与包括癌症在内的多种疾病密切相关。”
癌细胞独特的细胞内环境可以通过miRNA等生物标志物反映在它们的外泌体中。这些是非常小的核酸，长度只有几个核苷酸，可调节细胞中的蛋白质表达，并可能在肿瘤中失调。因此，有朝一日血液测试有可能仅通过靶向这些外泌体miRNA来检测癌细胞。“外泌体miRNA在癌症生物学中起着关键作用，可能成为癌症诊断的潜在生物标志物，”作者继续说道。然而，量化miRNA一直很困难，因为它们在外泌体中的含量非常低，需要费力的过程，可能会引入污染并报告不可靠的结果。“……由于外泌体中miRNA的丰度较低，
一些研究人员开发了基于基因编辑工具CRISPR的系统来分析囊泡中的RNA和蛋白质。其中包括用于检测细胞外囊泡中SARS-CoV-2RNA的基于CRISPR/Case12a的系统，以及用于直接检测肿瘤来源的细胞外囊泡蛋白的系统。但是郑州大学团队希望开发一种方法来使用不同的CRISPR/Cas13a平台检测少量与癌症相关的外泌体miRNA，该平台具有灵敏、可靠且有效的独特RNase活性。为了创建检测方法，该团队设计了一个CRISPR/Cas13a系统来切割荧光团和猝灭剂标记的报告分子，然后将其包装到脂质体中——本质上是外泌体的制造版本。“……我们使用脂质体介导的MFS将CRISPR/Cas13a转染到外泌体中，称为MFS-CRISPR……”研究人员解释道。“细菌Cas13a具有独特的RNase活性，Cas13a的RNA引导的反式切割活性可以切割荧光团和猝灭剂标记的报告基因，从而在靶RNA触发的RNase激活后增强荧光。”
因此，当脂质体和外泌体隔室融合在一起时，CRISPR货物将与外泌体遗传物质相互作用。如果目标miRNA序列存在，Cas13a蛋白就会被激活并切断报告分子，产生荧光信号。“封装的CRISPR/Cas13a识别并结合目标外泌体miRNA，然后激活反式切割活性，有效切割报告基因并产生放大的荧光信号。”
在他们报告的实验中，该团队以miRNA-21为目标，miRNA-21参与多种疾病的发展，包括乳腺癌。他们的结果表明，MFS-CRISPR技术可用于在相似序列的混合物中成功检测这种miRNA，并且具有高灵敏度。该团队还在一组来自健康人类细胞的外泌体和来自乳腺癌细胞的外泌体上测试了该方法。
这些测试证实，新技术始终将癌症相关的外泌体与源自健康细胞的外泌体区分开来，表明它可用作癌症诊断。“直接测量血浆样本，MFS-CRISPR平台能够成功区分乳腺癌患者和健康捐赠者的临床样本，”他们说。“根据临床样本的荧光强度检测结果，乳腺癌患者和健康供体的miR-21表达差异显着。”研究人员表示，他们的方法有可能通过分析血液样本更快、更容易地进行癌症诊断和监测。