李乐乐课题组microRNA精准检测研究取得重要进展

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国家纳米科学中心李乐乐课题组在microRNA在体精准检测方面取得重要进展。相关研究成果“A NIR Light Gated DNA Nanodevice for Spatiotemporally Controlled Imaging of MicroRNA in Cells and Animals”以封面文章发表在《美国化学会志》上（Journal of the American Chemical Society, 2019, DOI：10.1021/jacs.9b01931）。论文第一作者是国家纳米科学中心博士后赵健，通讯作者是李乐乐研究员。

　　作为细胞通路的重要调控因子，microRNA是一类长约18-24个核苷酸的内源性非编码单链RNA，在肿瘤的发生和发展过程中起着关键作用。microRNA已成为一类重要的肿瘤标志物，其精准检测对于生物医学研究、疾病诊断和治疗具有重要意义。然而，目前报道的细胞内检测体系遵循“始终开启”的设计原理，一旦遇到靶标将立即进行识别和响应，从而导致低的时空分辨率和低的检测准确性。因此，开发新的分析方法和技术，在细胞和活体水平实现microRNA可控的精准检测，依然是一个挑战。

　　李乐乐课题组将分子信标设计与上转换发光纳米技术巧妙结合，构建了一个近红外光远程操控的智能型DNA纳米器件，实现了细胞和活体水平“时-空”可控的microRNA精准检测。该研究设计和合成了环状区修饰光敏基团的分子信标，并将其可控的装载在上转换纳米颗粒表面，构建了一个传感功能可被远程激活的医用纳米器件。该纳米器件对microRNA的的检测功能处于“关闭”状态，当起到达细胞内特定位置后，在近红外光的照射下，上转换纳米颗粒局域的转换并发出高能紫外光，进而“开启”分子信标对microRNA的传感功能，有效提高了检测的精准性和时空分辨率。课题组进一步利用该DNA纳米器件实现了小鼠肿瘤内microRNA的激活型精准成像。该工作展示了智能型纳米器件在microRNA等肿瘤标志物精准检测方面的潜力，极大的扩展了精确生物分析的工具箱，并将为肿瘤发生、发展等生物机制研究以及癌症早期诊断提供技术支持。该工作是李乐乐课题组在前期研究（Angew Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1350-1354; J. Am. Chem. Soc. 2018,140, 578-581；Adv. Mater. 2018, 1804745; J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 13804-13810）的基础上实现的。该研究得到了国家人才计划和国家自然科学基金的支持。

　　论文链接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/jacs.9b01931.

　　李乐乐，国家纳米科学中心研究员，博士生导师。2005年在内蒙古大学取得学士学位，2010年于北京大学获博士学位（导师：严纯华院士），2010-2012年在美国伊利诺伊大学香槟分校进行博士后研究（合作导师：陆艺教授），2012-2016年麻省理工学院和哈佛大学医学院Robert Langer实验室进行博士后研究。2016年7月起就职于国家纳米科学中心，致力于以核酸和稀土材料为构建单元发展高灵敏性、高特异性、高时空分辨生物探针，并应用于生物检测、成像和疾病诊疗领域。近年来在国际水平期刊发表SCI论文35篇，其中以第一作者或通讯作者发表论文23篇，其中在《Proceedings of the National Academy of Sciences（PNAS）》发表论文1篇、《JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY（JACS）》发表论文4篇、《Angewandte Chemie International Edition》发表论文1篇。