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转自：科普中国

频年来，由于饮食、环境、东谈主口老龄化等成分，各人癌症发病率赓续攀升，癌症冉冉成为夺取东谈主们生命的最大“杀手”。近期，国度癌症中心发布 2024 年寰宇癌症评释，这次评释提供了 2022 年中国新发癌症病例和物化率的最新统计数据。

走访数据自满，2022 年，中国癌症新发病东谈主数约 482.47 万，新增癌症病例约 257.42 万，排行前五的新发癌症远离为：肺癌、结直肠癌、甲状腺癌、肝癌、胃癌。

防护癌症的要津：

早会诊、早疗养

看完这则数据不禁使东谈主心惊肉跳！更可怕的是，一部分早期癌症的前兆是鼻塞、出血性鼻涕、流鼻血、耳鸣、耳痛、不解原因的握续性低烧、格外肿块、溃疡不愈等杰出症状。

但是，大多半癌症早期常常莫得显豁的症状，而且癌症的发展进度大多绝顶速即。倘若比及症状出当前再去寻求医疗匡助，癌症可能如故发挥到晚期，此时的疗养难度和复杂性会大大加多。

淌若咱们能在癌症早期阶段实时会诊出来，就可通过手术等步履将其全齐诊疗。因此，防护癌症最要津的措施是“早诊早治”。

常见的癌症早筛步履有 X 光片、超声、胃镜、肠镜等。但是，这些步履不仅使被检测者晦气不胜，还存在贤惠性低、时辰长、价钱崇高等污点。

那么，有什么好的方针大致高效贤惠地检测出东谈主们是否患有癌症呢？

miRNA 可当作癌症

早筛的“隐形信号”

在这里不得不先容下“miRNA”，又称为 microRNA，是一种绝顶狭窄的核酸。2024 年诺贝尔生理学或医学奖颁发给维克托·安布罗斯（Victor Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），以奖赏他们发现 miRNA 卓绝在转录后基因调控中的作用。

可能会有许多小伙伴们狐疑什么是 miRNA，它们有什么作用，颖慧什么？为什么给发现者授予那么高的盛誉？

咱们齐知谈，东谈主类是具有言语、念念考、融会才智的高等动物，但是东谈主与鸭、苍蝇甚而香蕉等的基因数目是差未几的！许多一又友可能大为畏缩，是什么导致了如斯大的互异呢？这些绝大部分便是 miRNA 的功劳。

生物体中的每一个基因就像房间中的一盏盏闪光灯，不错掀开、关闭灯光，也不错调控灯光强度，尽管闪光灯的数目相通，但是不同的开灯情况及不同的灯光亮度最终会导致房间明暗不一。物种的诀别也近似于此道理，miRNA 演出着基因开关的变装，限度着特定基因的抒发，咱们躯壳里的每个细胞齐在各司其职，狭窄核糖核酸也不例外。

miRNA 存在于每个细胞，而且不错踏实地畅通于血液中，它们是躯壳中的健康信号源，倘若咱们躯壳受到细菌感染、病毒侵害等毁伤，miRNA 的水平便会发生权贵变调，以奉告危境降临，稀奇是在防护癌症疾病方面，独一汲取到 miRNA 发出的格外信号，咱们就不错在疾病发生前先见风险。

野心“分子钓钩”捕捉

癌症“隐形信号”

那么，何如准确地获知 miRNA 发出的信号与特定疾病之间的关系呢？

咱们就需要研发出一种纯真、高效、精准的检测系统。

咱们团队（中国科学院苏州医工所缪鹏课题组）多年来接力于参议与癌症关系的 miRNA 的检测责任，通过对核酸结构的良好参议，精巧地野心出一种“分子钓钩”，即“DNA 截锥体纳米结构”，此结构大致贤惠快速拿获癌症的隐形信号——“猎物分子”miRNA。

在这里需要引入“纳米”的见地，淌若把一根头发沿着直径切开再分红 10 万份，每一份新发丝的直径便是 1 纳米。因此，DNA 纳米结构悲伤常小的，大致在生物体内诸多场景下目田畅通。

那么，纳米级别的 DNA 截锥体结构是何如拼装的呢？

大多半小伙伴们齐玩过乐高的搭建游戏，通过将不同局面的积木按照不同的拼装形式搭建出不同的几何模子。DNA 截锥体的拼装也近似此道理，咱们需要野心出不同的 DNA 分子用以代替多样积木，并按照一定的端正变成截锥体的空间结构。

“分子吊钩”捕捉“隐形信号”的流程图。图片开始：参考文件[2]

咱们率先用四条链（TPF1,TPF2,TPF3,TPF4）拼装成一个 DNA 三角形，固定在金电极名义，其中 TPF1、TPF2、TPF3 这三条链齐带有一个叫作 DBCO 的基团标签。咱们还有一条特殊的链（TPF5），它当作拿获“猎物”miRNA 的“钓饵”链，其特定区域大致与 TPF1、TPF2、TPF3 三条链蚁合，从而将 DBCO 基团密封在“分子钓钩”截锥体中。

因为 TPF5 对 miRNA 有更强的蚁合力，miRNA 会优先与 TPF5 蚁合。因此，当“猎物”miRNA 出当前，TPF5 就像是一个“钓饵”。

当 TPF5 与 miRNA 蚁合时，蓝本阻滞的截锥体顶部就会掀开，规复为怒放的三角形结构。这时，就会有一种叫作 DSN 的双链特异性的核酸酶，它就像一把剪刀，大致切割已蚁合的 TPF5 与 miRNA 杂合链，让 miRNA“重获目田”。这么，开释出来的 miRNA 又能再次与另一个截锥体上的 TPF5 蚁合，从而拿获到更多的 TPF5。

经过屡次轮回后，险些统共的截锥体齐变为怒放的三角形结构。这时，“猎物” miRNA 也拿获了弥漫多的“钓饵”，当 TPF5 丧失过多时，那些带有 DBCO 标签的链（TPF1、TPF2、TPF3）就会暴泄露来，这时，它们会与另一条一端带有 N3 基团的探针链 P1 蚁合，从而在金电极名义变成特殊的发卡结构。

由于探针 P1 链的另一端佩戴有信号分子二茂铁，通过电化学责任平台，咱们不错不雅察到电流峰值的权贵变化。当 miRNA 的浓度加多时，电流弧线的峰值就会越来越高。这么，咱们就不错通过测量弧线的峰值来迤逦测定“隐形信号” miRNA 的含量了，从而完了提前先见疾病。

违犯，当 miRNA 未出当前，DBCO 基团就被阻滞在截锥体中，TPF 链不可与 P1 链蚁合，电极名义不可变成发卡结构，伏安弧线中就不可不雅察到显豁的峰值。

这种用“分子钓钩”捕捉癌症“隐形信号”的政策，构念念先进、野心小巧，且有助于早期检测多种高风险的癌前病变。

“分子钓钩”有望

诳骗于临床癌症早筛

当作“分子钓钩”的截锥体是由东谈主体中的核酸链拼装而成的，具有高度的生物相容性，有望诳骗于临床癌症早筛。检测时只需取小数被检测者血清，恭候响应 30 分钟便可赢得效果。淌若 miRNA 的值超出表率界限，则预示着被检测者可能有患癌症的风险，应实时到病院进一步查验，达到早发现、早疗养、早规复健康的指标。

生命是未知的，但是咱们不错借助科技的力量，尽早发现风险，尽早疗养。与其“谈癌色变”，不如瞩目于未然，让咱们沿途步履，为健康加油！

参考文件

[1]Han, B. F.; Zheng, R. S.; Zeng, H. M.; Wang, S. M.; Sun, K. X.; Chen, R.; Li, L.; Wei, W. Q.; He, J. Cancer Incidence and Mortality in China, 2022. Journal of the National Cancer Center 2024, 4, 47-53.

[2]Wang, T. T.; Zheng, X. Y.; Chai, H.; Miao, P. DNA Nanostructure Disintegration-Assisted SPAAC Ligation for Electrochemical Biosensing. Nano Letters 2024, 24, 12233-12238.

[3]Lee, R. C.; Feinbaum, R. L.; Ambros, V. The C. Elegans Heterochronic Gene Lin-4 Encodes Small RNAs with Antisense Complementarity to Lin-14. Cell 1993, 75, 843-854.