肿瘤来源的外泌体，包含肿瘤细胞的重要分子信息，可通过改变肿瘤微环境以促进肿瘤生长和发育来影响肿瘤发生。外泌体通常大小约30~150 nm，肿瘤来源的外泌体在绝对数量上优于即使在癌症晚期也非常罕见的循环肿瘤细胞，并且可提供比无细胞核酸更多的信息。因此，将循环肿瘤细胞与外泌体分析相结合可以获得更全面的癌症分子图谱，可为癌症进展的预测和治疗效果监测提供更全面的信息，这对肿瘤的精确诊疗具有重要意义。但由于外泌体的表型异质性，对其进行灵敏而特异的分析仍然是一个巨大的挑战。
近期，南京大学项阳教授团队报道了一种基于双适体识别的G-四链体纳米线选择性分析宫颈癌细胞外泌体的快速灵敏检测新方法。相关结果以“Dualaptamer recognition-based G-quadruplex nanowires to selectively analyzecancer-derived exosomes.” 为题发表在国际著名杂志Talanta上（2021, 235: 122748-122752），南京大学博士研究生郑吉为该论文的第一作者。研究工作得到了国家自然科学基金的支持。
该研究提出了一种双适体识别结合G-纳米线的方法，对宫颈癌细胞外泌体进行选择性分析。在设计中，靶标外泌体首先通过生物素化的CD63适配体被链霉亲和素修饰的磁珠捕获，然后加入AS1411适配体，AS1411适配体与核仁素蛋白具有较高的结合亲和力，在K+的帮助下形成稳定的G-四链体结构。加入Mg2+后，游离的myc单体可以自发地组装到变构的AS1411-四链体上，形成高阶的G-wire超结构，这是因为Mg2+通过磷酸盐的电荷中和促进G-四链体的π-π堆积，从而形成轴向延伸的丝状聚合物。最后，溶液中的硫黄素T可以嵌入G-四链体产生增强的荧光信号，且信号强度与外泌体浓度呈正相关。本方法具有如下优势：首先，双适体的引入大大提高了目标外泌体的识别特异性。第二，信号放大仅通过简单DNA短链自组装即可实现，而无需昂贵酶的参与。第三，方法无需标记，可通过替换识别序列拓展分析其它疾病相关的外泌体生物标志物。
基于双适体识别结合G-纳米线分析外泌体示意图
（Talanta 2021, 235: 122748）
作者构建了一种基于双适体识别的方法来选择性地分析宫颈癌细胞来源的外泌体。只有当CD63和核仁素两种膜蛋白同时存在时，才能激活后续G-纳米线的产生，由此产生的增强性荧光信号可实现外泌体的定量分析，这在很大程度上保证了靶标外泌体识别的特异性。此外，本方法中的信号放大可通过简单的DNA链自组装替代昂贵的酶来实现；该方法可通过简单地替换捕获序列拓展应用于其他疾病相关外泌体的分析，这对于实际应用中构建分离和检测外泌体的集成平台具有很大的应用潜力。
