组成图示
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传感器类型
综述或非传感器论文
检测对象
β1-6 分支 N-乙酰氨基葡萄糖（β1-6 GlcNAc）及 N-乙酰氨基糖基转移酶 V（GnT-V）高表达恶性肿瘤；样品基质：细胞培养体系、小鼠皮下异种移植肿瘤组织、活体小鼠组织。
检测原理
该研究并非传统换能式生物传感器，而是以荧光标记的靶向纳米囊泡作为成像/递送探针。L4-PHA 通过链霉亲和素-生物素体系展示在 BNC 表面，特异性结合恶性肿瘤细胞表面由 GnT-V 催化生成的 β1-6 分支 GlcNAc 糖链。结合后，DiD 标记的 BNC 在肿瘤部位富集，活体或体外荧光强度随靶点表达量增加而增强；同时 BNC 借助 HBsAg 介导的内吞/膜融合机制进入细胞，释放与阳离子脂质体结合的 pGL3 质粒，荧光素酶活性反映基因递送效率。因此，β1-6 GlcNAc 表达越高，肿瘤荧光信号和报告基因表达越强。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或相关系数。
效应效果
体外实验中，DiD 标记 PHA-BNC 在 WiDr-GnT-V 和 MKN45-GnT-V 细胞中的几何平均荧光强度分别约为亲本细胞的 2.6 倍和 1.9 倍，且未观察到明显细胞毒性。体内实验中，尾静脉注射 40 μg（按 BNC 蛋白计）DiD-PHA-BNC 后，WiDr-GnT-V 肿瘤在 1 h 出现荧光，24 h 达最大；GnT-V 高表达肿瘤荧光高于对照肿瘤，而肝脏荧光无显著差异，提示网状内皮系统捕获。PHA-BNC 平均粒径 74.9 nm（PDI 0.225），适合肿瘤血管摄取。BNC-脂质体复合物对 GnT-V 高表达细胞的 pGL3 转染效率显著高于亲本细胞（p<0.05 或 p<0.005）。作者认为其可用于恶性肿瘤特异性生物成像与基因/药物递送。
传感器的构成
- 基底/载体：生物纳米囊泡（BNC），由约130个乙型肝炎表面抗原（HBsAg）L蛋白与脂质双分子层组成，直径约80 nm，作为展示与递送平台。
- 修饰/连接层：生物素化BNC（bio-BNC），用NHS-生物素修饰，提供与链霉亲和素（SA）结合的位点。
- 识别元件：L4-PHA凝集素，特异性识别β1-6分支N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc），经SA-生物素体系展示于BNC表面。
- 信号标记物：DiD膜染料，标记BNC脂质双分子层，用于体外/体内荧光成像。
- 功能载荷：阳离子脂质体（Coatsome EL-01-D）与pGL3荧光素酶表达质粒形成的lipoplex，用于基因递送。
- 读出方式：共聚焦显微镜、流式细胞术、活体光学成像系统（OV100）及荧光素酶活性检测，用于评估靶向与递送。
中文摘要
转移是肿瘤恶性程度的关键特征，多种恶性肿瘤表面表达多种成熟 N 型糖链，其中 β1-6 分支 N-乙酰氨基葡萄糖（GlcNAc）作为高甘露糖型糖链的一部分，在多种高转移性癌症中大量表达。菜豆凝集素 L4 亚型（L4-PHA）可特异性结合 β1-6 GlcNAc，已用于原位癌症诊断。生物纳米囊泡（BNC）是直径约 80 nm 的空心颗粒，由乙型肝炎表面抗原（HBsAg）和脂质双分子层组成，已被开发为用于体内药物递送的人肝特异性纳米囊泡。本研究构建了展示 L4-PHA 的 BNC（PHA-BNC），并考察 L4-PHA 能否作为区分肿瘤转移性的“生物传感器”将 BNC 重新靶向恶性肿瘤。将荧光标记的 PHA-BNC 全身注射至小鼠异种移植模型后，发现其可富集于表达 β1-6 GlcNAc 的恶性肿瘤中。PHA-BNC 还能将 DNA 递送至恶性癌细胞。这些结果提示 L4-PHA 可作为药物递送系统中的靶向分子，PHA-BNC 可作为用于恶性肿瘤特异性生物成像和药物递送的新型纳米装置。
英文摘要
Metastasis is a key aspect of tumor malignancy, and several malignant tumors show expression of various mature N-type glycans. In particular, beta1-6 branching N-acetylglucosamine (GlcNAc) is abundantly expressed as a part of high-mannose glycans in various highly metastatic cancers. Phaseolus vulgaris agglutinin-L(4) isolectin (L(4)-PHA), which adheres to beta1-6 GlcNAc specifically, has been used for in situ cancer diagnosis. Bionanocapsules (BNCs), hollow particles with a diameter of approximately 80 nm and composed of hepatitis B surface antigen (HBsAg) and a lipid bilayer, have been developed as human liver-specific nanocapsules for in vivo drug delivery system. In this study, we have generated L(4)-PHA-displaying BNCs (PHA-BNCs) and examined whether L(4)-PHA could retarget the BNCs to malignant tumors as a "biosensor" distinguishing tumor metastaticity. Fluorescence-labeled PHA-BNCs injected systemically into a mouse xenograft model were found to accumulate in beta1-6 GlcNAc-expressing malignant tumors. The PHA-BNCs were able to deliver DNA to the malignant cancer cells. These results open up the possibility of using L(4)-PHA lectin as a targeting molecule in a drug delivery system, and of using PHA-BNCs as a novel nanodevice for malignant tumor-specific bioimaging and drug delivery.