由日本名古屋大学研究人员领导的一个小组开发了一种技术，可以从尿液中捕获并释放纳米线表面的无细胞DNA（cfDNA）。
通过提取这种DNA，他们能够成功检测出IDH1突变，这是一种脑肿瘤——胶质瘤的特征性基因突变。他们的发现提高了利用尿液进行癌症检测的有效性。他们在《生物传感器与生物电子学》杂志上发表了研究结果。
脑肿瘤通常只有在出现症状（如四肢瘫痪）后才进行检查。但即使被检测到，它们也往往非常先进，很难通过手术切除。在这些肿瘤中，一些最致命的是胶质瘤。这些肿瘤的平均生存时间低至12-18个月。因此，为了使患者有生存的机会，早期发现是必要的。
由于许多患者都会进行常规体检，提供尿液样本，这些样本可以有效地用于寻找脑肿瘤的证据。脑肿瘤的一个特征是cfDNA的存在，cfDNA是肿瘤使细胞恢复活力并处理旧的受损细胞时释放的小DNA颗粒。通常，宿主的cfDNA被巨噬细胞清除，但在癌症细胞中，细胞分裂得如此迅速，以至于有过多的剩余cfDNA被排出尿液。
Takao Yasui（名古屋大学教授兼研究小组成员）表示：“美国食品和药物管理局已批准检测这些细胞作为非侵入性检查癌症的方法，用于癌症筛查、诊断、预后以及监测癌症进展和治疗反应。然而，一个主要的瓶颈是缺乏从尿液中高效分离cfDNA的技术，因为排出的cfDNA可能短、碎片化和低浓度n.“
为了克服这个问题，由工程研究生院的Takao Yasui教授、Yoshinobu Baba教授和研究员Hiromi Takahashi以及名古屋大学未来社会创新研究院的Atsushi Natsume教授组成的团队与东京大学的Takeshi Yanagida教授合作，和泰国曼谷国王理工学院的Sakon Rahong副教授在氧化锌（ZnO）纳米线表面使用捕获和释放方法捕获胶质瘤的cfDNA和细胞外小泡。
选择ZnO是因为水分子吸附在ZnO纳米线的表面。然后，这些水分子与尿液样本中的任何cfDNA形成氢键。然后，结合的cfDNA可以被冲走，使研究人员能够在样本中分离出微量的cfDNA。
他们的技术大获成功。Yasui表示：“我们成功地分离出了尿液中的cfDNA，这在传统方法中非常困难。”。“尽管在之前的实验中，我们表明我们的纳米线可以捕获癌症细胞外囊泡，我们在这个样本中也发现了这一点；令人惊讶的是，使用类似的技术捕获了cfDNA。当我们提取cfDNA时，我们检测到IDH1突变，这是在胶质瘤中发现的一种特征性基因突变。这对我们来说很令人兴奋，因为这是首次报道从小到0.5毫升的尿样中检测IDH1突变。”
Yasui认为：“这项研究通过使用化学、生物、医学和纳米技术，克服了目前使用的方法的缺点，为尿cfDNA的临床应用提供了最先进的方法，特别是作为一种分析工具，促进癌症的早期诊断。尽管我们测试了胶质瘤，但这种方法为检测肿瘤突变开辟了新的可能性。如果我们知道要寻找的突变类型，我们可以很容易地将我们的技术应用于检测其他类型的肿瘤，尤其是检测那些无法通过常规方法分离的肿瘤。”

来源：
https://www.news-medical.net/news/20230703/New-technology-to-capture-and-release-cfDNA-on-nanowire-surfaces-from-urine.aspx

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