上海大學生命科學學院李根喜教授團隊近期在《Research》雜誌上發表了題為“Electrochemical Evaluation of Tumor Development via Cellular Interface Supported CRISPR/Cas Trans-Cleavage”（Research，2022，9826484，DOI: 10.34133/2022/9826484）的原創性研究論文。
腫瘤發生發展的精准評估對臨床治療具有重要意義。現時，活檢標本的光學鏡檢仍是臨床診斷的主要方法。然而，這種技術具有侵入性，容易導致人為錯誤和誤診。同時，腫瘤內部的異質性給癌症發展階段的精確診斷帶來了困難。雖然其他一些科技，例如乳房X光造影術、磁共振成像術和technicium-99放射膠體淋巴顯像術，已被用於診斷相應癌症的不同階段，但這些科技對患者造成了輻射損傷，且假陽性高，使得癌症診斷和腫瘤發展評估方法的探索迫在眉睫。具體以泌尿系統最常見的惡性腫瘤膀胱癌而言，因為臨床分期較為複雜，為膀胱癌的精准治療帶來挑戰，而膀胱癌現有診斷方法膀胱鏡檢是侵入式的，且無法動態監測膀胱癌的發展過程，囙此研發膀胱癌發展的評估新策略刻不容緩。
圖1細胞介面支持的CRISPR/Cas反式切割的電化學新方法原理示意圖
現時，腫瘤標誌物因為與腫瘤發生、轉移和腫瘤復發密切相關，囙此已被廣泛用於癌症的診斷。然而，基於腫瘤標誌物對腫瘤發展行程進行評估的方法卻鮮有報導。我校生命科學學院李根喜教授團隊採用電化學科技，借助兩種腫瘤標誌物N-羥乙醯神經氨酸（Neu5Gc）和N-乙醯神經氨酸（Neu5Ac）的比值，建立了細胞介面支持的CRIPSR/Cas體系用於膀胱癌發展的評估新方法（圖1），考察了細胞表面上Neu5Gc和Neu5Ac分子表達和水解的動力學（圖2），建立了表達與水解兩種動力學模型，對膀胱癌發展行程進行了的準確評估。
圖2細胞表面Neu5Gc和Neu5Ac表達和水解的動力學研究
具有靈敏度高、成本低廉、操作簡便等優勢的電化學科技與高反式切割活性的CRISPR/Cas體系相結合，通過檢測細胞表面Neu5Gc與Neu5Ac的兩種唾液酸分子的比例，可實現對膀胱癌發展的評估。該研究團隊所提出的比率型電化學方法不僅對預測腫瘤的發展階段具有很大的潜力，而且為同時監測多個癌症標誌物而預測腫瘤發生發展提出了新的可能，對研究腫瘤的發展機制和藥物治療也具有重要的指導意義。
上海大學為本文第一署名組織，碩士研究生成良芬同學為論文第一作者，李根喜教授和張娟教授為共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金以及上海市“浦江學者”專項計畫項目的資助。
《Research》是中國科協和美國科學促進會聯手打造的全新綜合性期刊，是《Science》自1880年創建以來第一本合作期刊。通過《Science》的高影響力國際化傳播平臺和豐富的國際化高端學術資源，正在快速提高期刊的國際知名度和影響力，刊登內容主要集中在：人工智慧與資訊科學、生物學與生命科學、能源研究、環境科學、新興資料研究、機械科學與工程、微納米科學、機器人與先進製造、科技研究和應用這9個交叉學科領域的最新高水准突破性原創科研成果。