仿生纳米粒子的构建及其在循环肿瘤细胞检测上的应用研究

Circulating tumor cells（CTCs）detection plays an important role in cancer diagnosis and treatment. Hence, continuous efforts have been made towards developing high-specificity and high-sensitivity technologies to detect CTCs. Based on the precious work, this project will fabricate biomimetic magnetic-mesoporous silica Janus nanoparticles (Janus Fe3O4-mSiO2) through fusing breast cancer cell membranes (TM) with white blood cell membranes (WBCM) and modifying the hybrid cell membranes (TWM) on the surface of Janus Fe3O4-mSiO2 to form TWM- Janus Fe3O4-mSiO2. TWM- Janus Fe3O4-mSiO2 will inherit an improved cancer cell binding ability from TM and a reduced homologous white blood cells interaction from WBCM. More importantly, the rod shape and asymmetric structure of TWM- Janus Fe3O4-mSiO2 further increase the CTCs capture efficiency. The project will develop a new strategy for high-specific and high-sensitive CTCs detection.

循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症患者液体活检的重要标志物。目前常用的基于免疫磁球的CTCs检测技术，难以识别特异性抗原缺失的CTCs，且无法排除白细胞的非特异性吸附干扰，严重限制了CTCs的后续生化分析。本项目拟以检测乳腺癌循环肿瘤细胞为目标，利用细胞膜融合技术制备乳腺癌细胞膜与白细胞膜融合的杂化膜以包裹Janus型磁-介孔二氧化硅纳米粒子构筑仿生纳米粒子。该仿生纳米粒子可同时继承乳腺癌细胞和白细胞的特质：可通过肿瘤细胞的同源靶向作用提高对CTCs的识别效率，并且可利用白细胞在循环系统中不会聚集的特性减少对血细胞的非特异性吸附，此外Janus磁-介孔二氧化硅纳米粒子的非对称性结构和棒状形貌可进一步增强其对CTCs的捕获效率。本项目将在阐明细胞膜和CTC捕获的“构效关系”的基础上，系统性评价该仿生纳米粒子在血样中的CTCs捕获效率，为开发高灵敏度和特异性的CTCs检测提供新技术和新材料。

循环肿瘤细胞（CTCs）是癌症患者液体活检的重要标志物。目前常用的基于免疫磁球的CTCs检测技术，难以识别特异性抗原缺失的CTCs，且无法排除白细胞的非特异性吸附干扰，严重限制了CTCs的后续生化分析。本项目利用肿瘤细胞膜的同源粘附性能，开发了一种肿瘤细胞膜-白细胞膜融合细胞膜包覆的仿生磁纳米粒子。该融合细胞膜包覆的仿生磁纳米粒子能同时继承肿瘤细胞膜的同源靶向性能，并显著降低白细胞膜减少血液背景白细胞非特异性吸附的生物特性，具有较高的同型循环肿瘤细胞捕获效率和分离纯度。在小鼠乳腺癌转移模型上，证实该融合细胞膜包覆的仿生磁纳米粒子相比于传统EpCAM抗体修饰的免疫磁纳米粒子具有更高的灵敏度和特异性，在同型循环肿瘤细胞检测方面具有更大的应用潜力。本项目通过构建两种类型的细胞膜仿生磁纳米材料，提高循环肿瘤细胞的特异性识别能力、分离纯度以及检测能力，为临床循环肿瘤细胞检测提供了新材料和新方法。