外泌体是一类被几乎所有细胞释放的细胞外囊泡亚型，其内部存在源自母体细胞的核酸、蛋白质和脂质等。外泌体通过将其内容物转移至受体细胞来调节靶标的成分和生理活动。在疾病过程中，特定的外泌体被释放，其内容物能够反映原发组织的病理状态。MicroRNAs (miRNAs) 是一类内源性的非编码小单链RNAs，它们在增殖、分化、细胞再生和肿瘤转形等广泛的细胞和生理活动中发挥重要的调节作用。外泌体miRNAs因其出色的组织特异性、抗RNase依赖性降解的稳定性和检测灵敏度被认为是最突出和最广泛的癌症生物标志物。因而，实现对外泌体miRNAs的灵敏和精确检测具有突出疾病诊断潜力。
近期，山东大学蒋妍彦和山东大学第二医院杜鲁涛研究团队制造了一种基于自荧光MOF-525和靶标触发滚环扩增策略的比率荧光生物传感器用于对外泌体miRNA的检测，以与结直肠癌相关的miR-92a-3p为靶标验证了该生物传感器的检测性能。相关研究成果以“A ratiometric fluorescent biosensor based on self-fluorescent MOF and target-triggered rolling circle amplification for sensitive detection of exosome-derived miRNA”为题发表在国际期刊Analytica Chimica Acta上 (2022, 15;1221:340136)。该研究得到了国家自然科学基金(52101287和U1806219)、深圳市基础研究计划(JCYJ20190807092803583)、江苏省自然科学基金(BK20190205)和山东大学齐鲁青年学者计划项目专项资金的资助。
在该研究中，具有自发荧光的金属有机骨架(MOF-525)既可作为荧光参考，又能通过对单链核酸的吸附作用来猝灭修饰在报告单链5’端FAM的荧光。当靶标miR-92a-3p存在时，miR-92a-3p和5P模板能够在T4 DNA连接酶的作用下形成一个闭环，加入dNTP mix和phi29 DNA聚合酶能够触发以该闭环为模板的滚环扩增反应形成一条周期性长链，报告单链的序列与周期性长链的部分序列互补从而形成一条双链。由于MOF-525不能吸附双链核酸，报告单链上FAM的荧光不能被猝灭。miR-92a-3p的浓度与Δ报告单链/MOF-525荧光强度比呈正相关。该生物传感器的检测范围为0.1–10 pM并且具有很好的检测特异性，显示出应用于外泌体miRNA灵敏检测和疾病诊断的良好前景。
参考文献：A ratiometric fluorescent biosensor based on self-fluorescent MOF and target-triggered rolling circle amplification for sensitive detection of exosome-derived miRNA, Anal Chim Acta. 1221 (2022) 340136. doi: 10.1016/j.aca.2022.340136.
外泌体资讯网 Anal Chim Acta | 山东大学蒋妍彦和山东大学第二医院杜鲁涛团队：用于外泌体miRNA检测的新型传感器
