中国微米纳米技术学会生物微机电系统技术分会理事冯世伦博士、复旦大学附属华山医院检验医学科主任关明博士领导的团队成功构建了一种诊疗一体化纳米探针，聚焦脑脊液（CSF）中非小细胞肺癌脑转移（NSCLC-LM）标志物CEACAM6 RNA的检测及肺癌的治疗。相关研究成果以“AuNPs/DNAzyme/siRNA three-dimensional nanomotor for CEACAM6 RNA detection in cerebrospinal fluid and gene therapy of NSCLC（三维纳米马达用于脑脊液中CEACAM6 RNA检测及NSCLC基因治疗）”为题，发表在工程技术领域国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》杂志（中科院一区Top，IF = 13.3）。

文章摘要

Abstract

非小细胞肺癌（NSCLC）是全球最常见的恶性肿瘤，其中最具挑战性的是软脑膜转移（LM）问题。该团队前期的研究发现癌胚抗原相关细胞粘附分子6（CEACAM6）是NSCLC-LM的潜在生物标志物。这也是NSCLC的治疗靶点，与细胞迁移、侵袭和转移有关。

在此，该团队首先构建了诊断和治疗一体化的Au NPs/DNAzyme/siRNA纳米平台来检测脑脊液和活细胞中的CEACAM6 RNA，并通过基因治疗抑制肿瘤生长。

图1 （A） 用于CSF样本中CEACAM6 RNA检测的Au纳米探针。（B） 用于CEACAM6 RNA检测和非小细胞肺癌癌症治疗的Au纳米探针。

纳米探针将由 CEACAM6 RNA 触发，荧光信号将通过 DNAzyme 循环反应放大以进行原位成像。金纳米探针检测脑脊液样本的灵敏度和特异性分别为83.33%和91.67%。Au NPs 递送 siRNA 可以增强肿瘤细胞对其的摄取和积累，从而导致 CEACAM6 蛋白下调，最终抑制肿瘤细胞的侵袭和迁移。

图2 用于细胞培养基和CSF样本中CEACAM6 RNA检测的Au纳米探针。（A） 细胞培养基和脑脊液样本的检测程序；金纳米探针在不同时间与A549细胞培养基反应的荧光光谱（B）和强度（C）；（D，E）与NSCLC-LM样品（P1∼P24）和非肿瘤CSF样品（N1∼N24）一起孵育的Au纳米探针的荧光强度，***p＜0.001；（F）CSF CEACAM6 RNA的ROC曲线用于诊断NSCLC-LM；（G）与CSF样品一起孵育的Au纳米探针的荧光强度（S1∼S30）。（H）CSF样本中的CTC；比例尺=50 μm。

此外，该纳米探针已有效地应用于小鼠模型的原位荧光成像和肿瘤生长抑制。

图3 Au纳米探针在小鼠模型中的验证。（A）NSCLC和LM小鼠的体内荧光成像。（B）大脑和肺部的荧光成像。（C）裸鼠模型实验程序。（D）注射Au纳米探针0至12小时后的体内荧光成像。治疗期间各组小鼠模型的体重（E）和肿瘤体积（F）的变化。（G）治疗后荷瘤小鼠的肿瘤肿块。（H）治疗前后荷瘤小鼠的照片。（I）每组肿瘤组织的H&E染色。比例尺=500 μm。Western blot分析（J）和不同治疗肿瘤组织中CEACAM6蛋白（K）的相对表达水平（***p＜0.001）。

毫无疑问，这种组合纳米平台将成为潜在生物标志物检测和癌症治疗的一种有前途的诊断和治疗一体化策略。

作者团队：

冯世伦博士，现任中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室集成光电生化传感器负责人/副研究员、中国微米纳米学会生物微机电系统技术分会理事，聚焦于集成光电生化传感器和系统装备研究。

关明博士，现任复旦大学附属华山医院检验医学科主任，华山医院脑脊液检验中心主任，中华医学会检验分会副主任委员兼秘书长，聚焦于基于脑脊液的中枢神经系统疾病的诊断新策略新方法研究。

复旦大学附属华山医院检验医学科为论文第一署名单位，博士研究生沈福志为论文第一作者。华山医院关明教授、徐州医科大学高丰雷教授、中国科学院微系统与信息技术研究所冯世伦副研究员为论文共同通讯作者。该工作获得国家自然科学基金（82272429）以及上海市经济和信息化委员会（2021-GZL-RGZN-01037）的资助。合作团队长期招聘相关生物医学工程博士后，对此工作持续攻关。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.153728

引用格式：

F. Shen et al., “AuNPs/DNAzyme/siRNA three-dimensional nanomotor for CEACAM6 RNA detection in cerebrospinal fluid and gene therapy of NSCLC,” Chemical Engineering Journal, vol. 495, p. 153728, Sep. 2024, doi: 10.1016/j.cej.2024.153728.