北京航空航天大学长岭干研究组开发用于活细胞核蛋白和迁移行为综合分析的生物芯片

来源：生物世界2022-04-19 08336040

核蛋白在基因的调控、翻译和表达中起着重要作用，常与肿瘤的发生、转移和耐药有关。但是核蛋白被细胞膜和核膜的双重屏障包围着。在实际检测中，比细胞质蛋白检测更难。

核蛋白在基因的调控、翻译和表达中起着重要作用，常与肿瘤的发生、转移和耐药有关。但是核蛋白被细胞膜和核膜的双重屏障包围着。在实际检测中，比细胞质蛋白检测更难。常规的蛋白质印迹法、酶联免疫吸附法、免疫沉淀法都需要裂解细胞，无法满足活细胞的实时检测。而检测活细胞核蛋白的主要方法，如分子荧光染料法、质粒表达法等，需要特定的筛选条件，缺乏一定的适用性，不能满足检测内源性核蛋白的要求。

最近，北京航空航天大学的长岭干研究组发表了一篇题为《伴飞-探测& amp《生物传感器和生物电子学》杂志中询问核蛋白和活细胞迁移的Race平台。

本文设计了一种新的分析型生物芯片平台，可以检测活细胞中的核蛋白并实时跟踪细胞的迁移。该芯片结合纳米电穿孔技术(本课题组的标记技术)，将携带识别细胞核内蛋白质的特异性识别肽的伴随组合探针递送到活细胞核内，检测到目标蛋白质后产生绿色荧光。为了跟踪活细胞的迁移，作者在平台上设计了许多带有标记点的径向微通道，作为细胞的可寻址跑道。通过记录细胞在一定时间内经过的标记点数量，可以监测细胞的迁移距离，估算迁移速度(图1)。

图一。检测活细胞核内蛋白质和迁移行为的CPR平台示意图

作者将40个标记点定义为四个部分，从细胞内检测区域的边缘(起点)到微通道的静脉孔，每十个标记点设置为一组区间。选择与细胞迁移率相关的MDM2蛋白作为检测蛋白，其表达水平与细胞迁移率呈正相关。

综合分析发现，超过45%的MDM2过表达细胞迁移至20-40号微标记，而对照细胞仅在20号微标记内迁移，说明MDM2过表达细胞的迁移能力增强。作者根据迁移观察区细胞的迁移时间和迁移距离估算了这些细胞的迁移速度，验证了MDM2过表达细胞的迁移速度明显快于对照细胞。CPR平台和MATLAB软件计算的迁移速度具有可比性，证明CPR平台通过简单计算某段时间内的标志点来评估细胞的迁移速度是可行的。根据MDM2蛋白表达与细胞迁移速度的关系分析，MDM2蛋白表达水平与细胞迁移速度呈正相关(图2)。这一结果与报道的MDM2蛋白高表达促进肿瘤迁移的研究一致。

图二。用于细胞迁移分析的CPR平台

为了评估CPR平台的通用性，作者在CPR平台上分析了6个原始肺肿瘤细胞样本(T1-T6)和6个原始正常肺细胞样本(N1-N6)的细胞核中MDM2的表达。在所有六种原发性肺肿瘤细胞的细胞核中观察到显著的绿色荧光，表明MDM2蛋白在肿瘤细胞中高表达。发现在相同时间内，原发性肺肿瘤细胞比原发性正常肺细胞迁移得更远(图3)。原代细胞的成功检测表明，CPR平台在分析不同来源的细胞样品方面具有高度的通用性。

图3。用于追踪原代细胞迁移的CPR平台

第一个研究单位是北京生物医学工程高级创新中心和北京航空航天大学生物医学工程学院。常凌淦教授是主要通讯员。第一作者是、董和博士。这篇文章的其他主要合著者包括中国科学院深圳先进技术研究院的任研究员和北京大学肿瘤医院的吴楠教授。

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