乳腺癌是目前最常见的恶性肿瘤之一，多发于女性中，其发病率和死亡率仅次于肺癌。胰腺癌也是常见的恶性肿瘤，其死亡率排名第四。癌细胞来源的外泌体因其在细胞间通讯和分子交换中的关键作用而被视为早期癌症诊断的无创生物标志物。因此，开发一种灵敏且特异的外泌体检测方法非常重要。近日，复旦大学化学系孔继烈教授团队在Anal Chem上以“Aptamer-InitiatedCatalytic Hairpin Assembly Fluorescence Assay for Universal, Sensitive ExosomeDetection”为题发表了研究论文， 介绍了基于催化发夹组装（CHA）的无酶、等温核酸信号放大技术。CHA 利用单链核酸作为催化剂，通过Watson-Crick 碱基配对特异性识别、打开并与其中一个发夹探针（H1）互补，而H1的未配对部分自发地与另一个发夹探针（H2）互补。随后，由于H1和H2之间的相互作用在热力学上更稳定，因此配对的催化剂被未配对的H2序列取代，导致催化剂释放以产生更多的CHA循环并最终可实现高灵敏度和特异性的信号放大。因此作者提出了一种基于适配体触发催化式发夹自组装的荧光检测技术（AICHA）用于对癌细胞衍生的外泌体进行灵敏、特异性和通用的检测。
AICHA的原理如图所示。首先，生物素修饰的适配体被引发剂部分阻断，并通过生物素和链霉亲和素相互作用与链霉亲和素修饰的磁珠的表面结合。由于适配体与外泌体表面的膜蛋白之间的亲和力，能够特异性的识别和捕获外泌体，导致引发剂释放到上清液中。磁分离后，上清液中自由的引发剂触发 CHA 电路，有效的完成信号放大。作者将AICHA用于乳腺癌外泌体的特异性检测，该方法在8.4个外泌体/μL和8.4*105个外泌体/μL的范围中有良好的线性关系，计算得出检测限为0.5个外泌体/μL。同时作者将该方法用于定量检测胰腺癌细胞外泌体以验证该方法的通用性，在该实验中计算得出检测限为0.1个外泌体/μL。在回收实验中验证得出该方法的回收率为95.45%-106.2%。以上数据证明该检测方法在蛋白质生物标志物检测与癌症诊断中有广阔的应用前景。Aptamer-Initiated Catalytic Hairpin Assembly FluorescenceAssay for Universal, Sensitive Exosome Detection, Anal Chem. 2022 Apr 4.doi: 10.1021/acs.analchem.2c00231.
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