大量研究表明,miRNAs的异常表达与肿瘤的发生和迁移高度相关。它被认为是肿瘤早期诊断和临床治疗的潜在生物标志物。最近的实验证据表明,在血液中发现的所有类型的RNA也以相似比例存在于间质液中。对无创采样和个性化生理监测的需求不断增长,激发了人们对可作为生物标志物信息库的ISF进行探索的兴趣。因此,开发一种强大的微创方法在皮肤ISF中取样足够的靶点是势在必行的。由于miRNA在ISF中的表达水平较低,样本量有限,因此对ISF中miRNA的检测提出很大的挑战。
DNA水凝胶呈现出三维聚合物网络结构,其由 6 条单链 DNA(S-1 至 S-6)制备而成,分为长双链 DNA([S-1/S-2] n)和交联剂(CL)。[S-1/S-2] n和 CL 都有悬浮的单链 DNA(绿色),DNA水凝胶是由二者悬浮单链之间的杂交形成的。天然聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)证实了DNA水凝胶的成功形成和Toehold介导的链置换过程。透射电子显微镜(TEM)图像显示了DNA水凝胶微粒平均大小为700 nm。此外,进一步使用FL光谱分析来研究其可行性,与对照组相比靶miRNA引起的S-6置换触发FL恢复(绿色曲线),而燃料探针的加入进一步导致FL急剧增加(红色曲线)。
为了制备 MeHA/DNA-MN,将 MeHA 水溶液和 DNA 水凝胶充分混合,然后倒入 PDMS 模具中(该模具是利用摩方精密的nanoArch P150设备打印微针阵列,结合PDMS翻模制成),在蓝光照射下交联并在室温下干燥。最后,从模具中剥离干燥的 MeHA/DNA-MNs 贴片。获得的 MeHA-MNs 贴片是15 × 15 的针头阵列,尖端锋利,高度为 860 ± 10 μm,底宽约为 340 ± 10 μm,针间距约为 800 μm。放大扫描电子显微镜 (SEM) 图像显示MeHA/DNA 水凝胶具有均匀分布的孔隙,这种互穿网络结构增加了 MN 的表面积和对样品的提取。通过压缩实验证实了交联的 MeHA-MNs 贴片和 MeHA/DNA-MNs 贴片具有相似的机械强度,表明 DNA 水凝胶对机械强度的影响很小。组织学研究显示穿透深度为 250 ± 20 μm,表明 MN 可以穿透表皮(厚度为 50-150 μm)以到达真皮。交联的 MeHA/DNA-MNs 贴片在琼脂糖凝胶中 15 分钟内可提取 86.6 ± 2.7 μL液体。
为了测试 MN 贴片原位采样和检测 miRNA 的能力,首先研究了其在琼脂糖凝胶和暴露于不同浓度 miRNA-155 的新鲜猪尸体皮肤中检测 miRNA的性能。结果表明,在琼脂糖凝胶中可检测到低至 241.56 pM 的 miRNA。接着研究了其区分各种类型 miRNA 的能力,miRNA-155产生的FL强度分别是miRNA-205和miRNA-21产生的FL信号的2.19倍和2.39倍,这表明MNs检测具有良好的特异性。使用新鲜猪尸体皮肤模型验证了 MNs 对体外 miRNA 检测的敏感性和选择性,与对照(没有 miRNA 预处理)和 miRNA-205、miRNA-21 预处理相比,MNs 穿透与 miRNA-155 孵育的猪尸体皮肤显示出更高的 FL 发射,有力地证实了 MeHA/DNA-MNs 具有很好的在采样和分析皮肤 ISF 中的 miRNA 方面的潜力。
全文链接:
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06261
来源:高分子科学前沿
官网:https://www.bmftec.cn/links/10
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