大量研究表明，miRNAs的異常表達(dá)與腫瘤的發(fā)生和遷移高度相關(guān)。它被認(rèn)為是腫瘤早期診斷和臨床治療的潛在生物標(biāo)志物。最近的實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明，在血液中發(fā)現(xiàn)的所有類型的RNA也以相似比例存在于間質(zhì)液中。對無創(chuàng)采樣和個性化生理監(jiān)測的需求不斷增長，激發(fā)了人們對可作為生物標(biāo)志物信息庫的ISF進(jìn)行探索的興趣。因此，開發(fā)一種強(qiáng)大的微創(chuàng)方法在皮膚ISF中取樣足夠的靶點(diǎn)是勢在必行的。由于miRNA在ISF中的表達(dá)水平較低，樣本量有限，因此對ISF中miRNA的檢測提出很大的挑戰(zhàn)。
DNA水凝膠呈現(xiàn)出三維聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其由 6 條單鏈 DNA（S-1 至 S-6）制備而成，分為長雙鏈 DNA（[S-1/S-2] n）和交聯(lián)劑（CL）。[S-1/S-2] n和 CL 都有懸浮的單鏈 DNA（綠色），DNA水凝膠是由二者懸浮單鏈之間的雜交形成的。天然聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE)證實(shí)了DNA水凝膠的成功形成和Toehold介導(dǎo)的鏈置換過程。透射電子顯微鏡(TEM)圖像顯示了DNA水凝膠微粒平均大小為700 nm。此外，進(jìn)一步使用FL光譜分析來研究其可行性，與對照組相比靶miRNA引起的S-6置換觸發(fā)FL恢復(fù)(綠色曲線)，而燃料探針的加入進(jìn)一步導(dǎo)致FL急劇增加(紅色曲線)。
為了制備 MeHA/DNA-MN，將 MeHA 水溶液和 DNA 水凝膠充分混合，然后倒入 PDMS 模具中（該模具是利用摩方精密的nanoArch P150設(shè)備打印微針陣列，結(jié)合PDMS翻模制成），在藍(lán)光照射下交聯(lián)并在室溫下干燥。最后，從模具中剝離干燥的 MeHA/DNA-MNs 貼片。獲得的 MeHA-MNs 貼片是15 × 15 的針頭陣列，尖.端鋒利，高度為 860 ± 10 μm，底寬約為 340 ± 10 μm，針間距約為 800 μm。放大掃描電子顯微鏡 (SEM) 圖像顯示MeHA/DNA 水凝膠具有均勻分布的孔隙，這種互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增加了 MN 的表面積和對樣品的提取。通過壓縮實(shí)驗(yàn)證實(shí)了交聯(lián)的 MeHA-MNs 貼片和 MeHA/DNA-MNs 貼片具有相似的機(jī)械強(qiáng)度，表明 DNA 水凝膠對機(jī)械強(qiáng)度的影響很小。組織學(xué)研究顯示穿透深度為 250 ± 20 μm，表明 MN 可以穿透表皮（厚度為 50-150 μm）以到達(dá)真皮。交聯(lián)的 MeHA/DNA-MNs 貼片在瓊脂糖凝膠中 15 分鐘內(nèi)可提取 86.6 ± 2.7 μL液體。
為了測試 MN 貼片原位采樣和檢測 miRNA 的能力，首先研究了其在瓊脂糖凝膠和暴露于不同濃度 miRNA-155 的新鮮豬尸體皮膚中檢測 miRNA的性能。結(jié)果表明，在瓊脂糖凝膠中可檢測到低至 241.56 pM 的 miRNA。接著研究了其區(qū)分各種類型 miRNA 的能力，miRNA-155產(chǎn)生的FL強(qiáng)度分別是miRNA-205和miRNA-21產(chǎn)生的FL信號的2.19倍和2.39倍，這表明MNs檢測具有良好的特異性。使用新鮮豬尸體皮膚模型驗(yàn)證了 MNs 對體外 miRNA 檢測的敏感性和選擇性，與對照（沒有 miRNA 預(yù)處理）和 miRNA-205、miRNA-21 預(yù)處理相比，MNs 穿透與 miRNA-155 孵育的豬尸體皮膚顯示出更高的 FL 發(fā)射，有力地證實(shí)了 MeHA/DNA-MNs 具有很好的在采樣和分析皮膚 ISF 中的 miRNA 方面的潛力。
全文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c06261
來源：高分子科學(xué)前沿
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