日本的一个研究团队开发了一种高效且微创的癌症检测设备，该设备利用高性能氧化锌纳米线从体液中选择性捕获细胞外囊泡（EVs）。
使用该设备，研究人员成功地从卵巢癌患者的血清中捕获了与癌症相关的细胞外囊泡。这些细胞外囊泡的表面膜蛋白和微RNA保持完整，表明其具有进行敏感疾病分析的潜力。这些发现发表在《Device》期刊上。
液态活检是一种从血液和尿液等体液中收集疾病相关信息的程序。与传统的组织活检相比，它对患者的生理负担更小。
细胞外囊泡是纳米级的囊泡，携带多种分子内容物，如微RNA和信使RNA，并显示指示其细胞来源的膜蛋白。细胞外囊泡反映疾病状态，是液态活检的有希望的诊断指标。
从复杂的生物液体中准确高效地分离细胞外囊泡对于识别与疾病相关的分子至关重要，但传统技术耗时、需要大量样本，并且缺乏特异性。
由名古屋大学工程研究生院教授安井隆雄（Takao Yasui）领导的团队此前已使用他们开发的氧化锌纳米线实现了高效的细胞外囊泡捕获。
他们现在正与北海道大学教授猪熊康秀（Yasuhide Inokuma）以及来自东京科学研究所、京都大学和量子科学技术研究开发机构的研究人员合作，开发用于选择性捕获癌源性细胞外囊泡的抗体结合纳米线技术。
最初的挑战是将抗体附着到纳米线上。传统粘合剂会同时结合目标和非特异性蛋白质，并且需要长时间的附着。
该团队使用合成聚合物聚酮创建了六种具有不同链长的N-羟基琥珀酰亚胺功能化聚酮（pKNHS）变体。其中，pKNHS 4.2对吸附到氧化锌纳米线上表现出最佳稳定性，并能有效固定抗体，从而实现一步式抗体修饰。
评估新技术在培养细胞实验中的应用
研究人员使用pKNHS 4.2评估了抗体结合纳米线对培养的乳腺癌细胞的捕获效率。虽然无抗体的纳米线捕获了约65%的CD9阳性细胞外囊泡，但CD9抗体结合纳米线达到了90%的效率。这些结果证明了该技术在选择性回收目标分子方面的有效性。
进一步的实验表明，用卵巢癌标志物CLDN3、FOLR1和TROP2的抗体修饰的纳米线能够选择性地回收来自卵巢癌细胞的细胞外囊泡。
对癌症患者和非癌症患者的血清分析
研究人员使用CLDN3、FOLR1和TROP2抗体修饰的纳米线，从六名患有高级别浆液性卵巢癌（一种侵袭性卵巢癌亚型）的患者和六名非癌症个体的血清中分离细胞外囊泡。对细胞外囊泡中微RNA的分析显示，患者组和非癌症组之间存在不同的谱型。
当比较使用三种抗体捕获的细胞外囊泡中的微RNA时，研究人员确定了126种所有抗体共有的微RNA，表明这些信号为卵巢癌所共有。他们还发现了每种抗体特有的微RNA：CLDN3有40种，FOLR1有37种，TROP2有45种。这些发现表明，具有不同膜蛋白的细胞外囊泡具有不同的微RNA谱型。
意义和未来展望
"在这项研究中，我们开发了一种纳米线微流体设备，能够通过简单的化学修饰高效选择性地捕获与癌症相关的细胞外囊泡，同时抑制非特异性吸附，"该研究的通讯作者安井隆雄说。
"我们还证明，这种方法保持了细胞外囊泡膜蛋白和内部微RNA的完整性，显示出对癌症状态进行高灵敏度分析的强大力量。"
安井隆雄，名古屋大学
Chattrairat Kunanon助理教授兼该研究的通讯作者表示："我们计划将该技术与现有临床方法进行比较和评估，并扩展其应用以捕获更特定的细胞外囊泡亚群。从长远来看，我们旨在将该技术应用于各种癌症类型的非侵入性液态活检和早期诊断。"
来源：名古屋大学
期刊参考：Chattrairat, K., et al. (2026) Discrete polyketones enable antibody click conjugation for selective exosome profiling. Device. DOI: 10.1016/j.device.2026.101153.
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