跨国研究团队开发出mRNA纳米传感器,可监测伤口愈合状态

近日,多家韩媒报道,高丽大学医学院骨科系、安岩医院整形外科教授张佑荣(音)等专家开发了一种可以实时数值化监测伤口治愈过程的mRNA纳米传感器,适用于诊断一般伤口及糖尿病伤口。

相关研究论文已发表于国际期刊《Advanced Science》。

该研究论文发表于《Advanced Science》

该研究论文发表于《Advanced Science》

澎湃新闻查询到,这篇研究论文于2022年4月22日首次发表于《Advanced Science》,题为“Monitoring Wound Healing with Topically Applied Optical NanoFlare mRNA Nanosensors(局部应用mRNA纳米传感器监测伤口愈合)”。研究团队还包括来自韩国高丽大学医学院皮肤科系、新加坡国立大学医学院生物化学系、香港城市大学生物医学工程系等机构的专家及科研人员。

伤口愈合涉及多个阶段,包括内稳态/凝固、炎症、增殖/再上皮化和重塑,具有独特的生物标记物。不过,伤口愈合受到多种局部和全身因素影响,任何因素导致伤口愈合某一期发生问题,均会导致异常伤口愈合的发生。同时,糖尿病和慢性感染也是造成伤口愈合不良的常见原因。

该论文中指出,除了肉眼观察外,目前虽然可以采用检查特定代谢物或分子生物标志物(包括蛋白质、DNA和RNA)等方式判断伤口愈合处于哪一阶段,但采用定量聚合酶链反应(qPCR)等量化生物标志物的方法通常耗时、具有破坏性,无法及时准确反馈伤口状态,以致难以做出有效的临床决策。而纳米材料、纳米传感器已在癌症诊断和预后、血糖监测等领域得到了广泛应用,但在伤口评估方面尚未得到广泛探索。

为此,该研究团队开发并采用了一种基于球形核酸(SNAs)的mRNA纳米传感器(即NanoFlare),可以局部应用于皮肤伤口,通过对皮肤细胞中mRNA生物标志物进行有针对性的半定量检查来追踪伤口的愈合状态。

研究团队在二维和三维体外模型中进一步验证了该mRNA纳米传感器的有效性。在小鼠实验中,还识别了一般伤口及糖尿病伤口的伤口愈合过程,并以数值化的方式直接展现伤口处细胞基因的实时变化。张佑荣向韩媒表示,“通过计算伤口愈合各阶段靶基因的发现率,可以更客观、更快地诊断伤口,做出正确的伤口恢复评价。”

该研究团队认为,使用这一纳米传感器的诊断方法可以更准确、及时且无创地实时监测组织状态和伤口愈合的生理变化。接下来,该研究团队还计划使用手持式荧光显微镜重复这一研究方法,以便未来将该技术应用于临床治疗。除了外科伤口,烧伤性伤口也将被纳入研究范畴。

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