Nanoimager單分子成像分析系統(tǒng)在指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進化研究的應(yīng)用
2024年3月，天津醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院尹海芳教授團隊在國際權(quán)威期刊EMBO Molecular Medicine發(fā)表題為“Generalizable anchor aptamer strategy for loading nucleic acid therapeutics on exosomes”的研究成果。天津醫(yī)科大學韓剛副教授為文章第一作者，尹海芳教授為通訊作者。
研究人員使用指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進化技術(shù)(SELEX)針對CP05肽（尹海芳教授團隊專有）結(jié)合的外泌體鑒定出了一種外泌體錨定DNA適配體（EAA）。研究結(jié)果表明，EAA對不同的外泌體都表現(xiàn)出很高的結(jié)合親和力，并能夠?qū)⒑怂崴幬镉行У匮b載在外泌體上，從而為將核酸治療劑裝載到外泌體上提供了一種簡單且可推廣的策略，也使外泌體作為核酸治療載體有了新的突破性進展。
在此研究中，尹海芳教授團隊使用了英國Oxford Nanoimaging公司開發(fā)的Nanoimager單分子成像與功能分析系統(tǒng)來評估EAA短DNA序列與外泌體的結(jié)合能力，結(jié)果顯示，使用EAA的短DNA序列裝載外泌體，外泌體可以將治療性DNA高效地遞送到靶器官中。下圖（Figure 1）顯示了用蛋白質(zhì)標記物和特定DNA序列標記的單個外泌體的超分辨率圖像，證明了EAA序列整合到外泌體中的能力。
Figure 1. Evaluation of the binding affinity of EAA to exosomes from different sources.
(A) Predicted secondary structure of EAA and CD63 aptamer with UNAFold. (B) Measurement of binding affinity of EAA and CD63 aptamers to murine myotube-derived exosomes with flow cytometry. (C) Representative images and quantitative analysis for single exosomes bound with EAA (n = 1193) or CD63 (n = 221) aptamers via super-resolution microscopy (scale bar = 50 nm). Murine myotube-derived exosomes were stained with CD63, CD81, or CD9 antibodies and EAA or CD63 aptamers were labeled with FITC.
關(guān)于Nanoimager
Nanoimager單分子成像與功能分析系統(tǒng)是由牛津大學 Achillefs Kapanidis 教授團隊經(jīng)過 8 年時間研發(fā)而成的一種新型超分辨熒光顯微鏡，其克服了光的衍射限制，分辨率可達20nm，不僅可以獲得超分辨率單分子熒光圖像，進行三維成像，同時還可以支持雙色成像和順序四色成像。這些特性使它成為信號通路轉(zhuǎn)導、腫瘤和外泌體標志物、病毒增殖和裝配、細胞亞顯微結(jié)構(gòu)表征等研究領(lǐng)域在單分子水平上進行顯微分析的重要幫手。
其次，Nanoimager系統(tǒng)具備多種功能分析能力。除了成像功能外，該系統(tǒng)還可以進行熒光標記、蛋白質(zhì)相互作用研究、動態(tài)監(jiān)測等多項功能分析。
此外，Nanoimager簡單易用、設(shè)計緊湊，單位面積僅有A4紙大小。它可以始終保持校準狀態(tài)，樣品準備好后可以直接成像，無需花費時間進行調(diào)試和校準。使用安全無害的一級激光，可在任何辦公室、實驗室和教室使用，無需額外配置溫控房間、光學平臺、激光室或暗室，使用非常便捷。
Nanoimager可以廣泛應(yīng)用于外囊泡超分辨成像、病毒學研究、細胞表征、免疫學、神經(jīng)學研究、細菌研究等領(lǐng)域中。
研究人員使用指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進化技術(shù)(SELEX)針對CP05肽（尹海芳教授團隊專有）結(jié)合的外泌體鑒定出了一種外泌體錨定DNA適配體（EAA）。研究結(jié)果表明，EAA對不同的外泌體都表現(xiàn)出很高的結(jié)合親和力，并能夠?qū)⒑怂崴幬镉行У匮b載在外泌體上，從而為將核酸治療劑裝載到外泌體上提供了一種簡單且可推廣的策略，也使外泌體作為核酸治療載體有了新的突破性進展。
在此研究中，尹海芳教授團隊使用了英國Oxford Nanoimaging公司開發(fā)的Nanoimager單分子成像與功能分析系統(tǒng)來評估EAA短DNA序列與外泌體的結(jié)合能力，結(jié)果顯示，使用EAA的短DNA序列裝載外泌體，外泌體可以將治療性DNA高效地遞送到靶器官中。下圖（Figure 1）顯示了用蛋白質(zhì)標記物和特定DNA序列標記的單個外泌體的超分辨率圖像，證明了EAA序列整合到外泌體中的能力。
Figure 1. Evaluation of the binding affinity of EAA to exosomes from different sources.
(A) Predicted secondary structure of EAA and CD63 aptamer with UNAFold. (B) Measurement of binding affinity of EAA and CD63 aptamers to murine myotube-derived exosomes with flow cytometry. (C) Representative images and quantitative analysis for single exosomes bound with EAA (n = 1193) or CD63 (n = 221) aptamers via super-resolution microscopy (scale bar = 50 nm). Murine myotube-derived exosomes were stained with CD63, CD81, or CD9 antibodies and EAA or CD63 aptamers were labeled with FITC.
關(guān)于Nanoimager
Nanoimager單分子成像與功能分析系統(tǒng)是由牛津大學 Achillefs Kapanidis 教授團隊經(jīng)過 8 年時間研發(fā)而成的一種新型超分辨熒光顯微鏡，其克服了光的衍射限制，分辨率可達20nm，不僅可以獲得超分辨率單分子熒光圖像，進行三維成像，同時還可以支持雙色成像和順序四色成像。這些特性使它成為信號通路轉(zhuǎn)導、腫瘤和外泌體標志物、病毒增殖和裝配、細胞亞顯微結(jié)構(gòu)表征等研究領(lǐng)域在單分子水平上進行顯微分析的重要幫手。
其次，Nanoimager系統(tǒng)具備多種功能分析能力。除了成像功能外，該系統(tǒng)還可以進行熒光標記、蛋白質(zhì)相互作用研究、動態(tài)監(jiān)測等多項功能分析。
此外，Nanoimager簡單易用、設(shè)計緊湊，單位面積僅有A4紙大小。它可以始終保持校準狀態(tài)，樣品準備好后可以直接成像，無需花費時間進行調(diào)試和校準。使用安全無害的一級激光，可在任何辦公室、實驗室和教室使用，無需額外配置溫控房間、光學平臺、激光室或暗室，使用非常便捷。
Nanoimager可以廣泛應(yīng)用于外囊泡超分辨成像、病毒學研究、細胞表征、免疫學、神經(jīng)學研究、細菌研究等領(lǐng)域中。
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