新的荧光DNA标签揭示了纳米级癌症的特征

  • 2022-03-07 16:24:36

新的荧光DNA标签揭示了纳米级癌症的特征


研究人员开发了一种新的荧光标记,可以更清楚地了解癌细胞中DNA结构是如何被破坏的。这些发现可以改善患者的癌症诊断和未来癌症风险的分类。——赴美就医



该研究今天发表在《科学进展》杂志上,该研究发现,DNA结合染料在加工后的临床组织样本中表现良好,并通过超分辨率荧光显微镜生成高质量的图像。——赴美就医


"我的实验室专注于开发显微镜技术来可视化看不见的东西,"资深作者,匹兹堡大学医学和生物工程副教授YangLiu博士说。"我们是最早探索超分辨率显微镜在临床领域能力的团队之一。以前,我们提高了其在临床癌症样本分析中的通量和稳健性。现在,我们有了一种易于使用的DNA染料,这解决了将这项技术引入患者护理的另一个大问题。——赴美就医


在细胞核内,DNA链缠绕在蛋白质周围,就像串上的珠子一样。病理学家通常使用传统的光学显微镜来可视化这种DNA-蛋白质复合物或染色质的破坏,作为癌症或癌前病变的标志物。——赴美就医


"虽然我们知道染色质在癌症发展过程中在分子尺度上发生了变化,但我们无法清楚地看到这些变化是什么。这困扰了我10多年,"刘说,他也是UPMC希尔曼癌症中心的成员。"为了改善癌症诊断,我们需要工具以更高的分辨率可视化核结构。——赴美就医


2014年,获得诺贝尔奖的超分辨率荧光显微镜发明是使刘晓波的视力成为现实的重要一步。感兴趣的分子被标记为一种特殊的荧光染料,该染料像闪烁的星星一样闪烁。与传统的荧光显微镜不同,传统的荧光显微镜使用不断发光的标签,这种方法涉及在每个时刻仅打开一部分标签。当叠加多个图像时,可以重建整个图像-分辨率比以前高得多。——赴美就医


到目前为止,问题在于荧光染料在DNA或加工后的临床癌症样本中效果不佳。因此,Liu和她的团队通过将DNA结合分子Cy5和一种名为Hoechst的荧光染料相结合,配制成了一种名为Hoechst-Cy5的新标签,该染料具有超分辨率显微镜的理想闪烁特性。——赴美就医


在表明新标签产生比其他染料更高分辨率的图像后,研究人员比较了正常,癌前病变和癌性病变的结直肠组织。在正常细胞中,染色质密集堆积,特别是在细胞核的边缘。凝聚的DNA会发出明亮的光芒,因为更高密度的标记会发出更强的信号,而松散的染色质会产生较暗的信号。——赴美就医


匹兹堡大学和UPMC的研究人员开发了一种新的荧光标记,可以更清楚地了解DNA结构在癌细胞中是如何被破坏的。这些发现可以改善患者的癌症诊断和未来癌症风险的分类。——赴美就医


图像显示,随着癌症的进展,染色质变得不那么密集,核边界处的致密结构被严重破坏。虽然这些发现表明,新标签可以区分正常组织与癌前病变和癌变病变,但刘说,超分辨率显微镜不太可能取代传统显微镜进行这种常规临床诊断。相反,这项技术可能会在风险分层中大放异彩。——赴美就医


"早期病变可能具有非常不同的临床结果,"刘说。"有些人发展得癌症非常快,而另一些人则在前体阶段停留了很长时间。对癌症风险进行分层是癌症预防的主要挑战。——赴美就医


为了了解染色质结构是否可以为未来的癌症风险提供线索,刘和她的团队评估了林奇综合征患者,这是一种可遗传的疾病,会增加几种癌症类型的风险,包括结肠癌。他们研究了没有林奇综合征的健康人和有或没有个人癌症史的林奇患者的非癌性结直肠组织。——赴美就医


差异是惊人的。在以前患有结肠癌的Lynch患者中,染色质的凝结程度远低于健康样本,这表明染色质破坏可能是癌症发展的早期迹象-即使在病理学家看起来完全正常的组织中也是如此。——赴美就医


对于没有个人癌症史的林奇患者,有些人会继续患上癌症,而另一些人则不会。


"我们看到这个群体的传播要大得多,这很有趣,"刘说。"有些患者类似于健康的对照组,有些更接近以前患有癌症的林奇患者。我们认为,具有更多开放染色质的患者是那些更容易患上癌症的患者。我们需要随着时间的推移跟踪这些患者来衡量结果,但我们非常兴奋的是,正常细胞中的染色质破坏可以潜在地预测癌症风险。——赴美就医


在未来的工作中,Liu和她的团队有兴趣检查Lynch患者的子宫内膜组织中的染色质结构,这些患者的子宫内膜癌风险也升高。研究人员最近还获得了资金,用于研究吸烟者的痰液样本,以早期发现肺癌。——赴美就医


为这项研究做出贡献的其他作者是JianquanXu博士,XuejiaoSun,M.S.,HongQiangMa博士,RhondaM.Brand博士,DouglasHartman博士,医学博士和RandallE.Brand博士,所有皮特;和范德堡大学的白明峰博士和金光浩博士。——赴美就医


预约海外医疗服务
请留下您的联系方式,我们将第一时间与你取得联系
选择预约类型
Phone全国服务热线 400-076-3808
爱医传递