Ранний точный диагноз рака поджелудочной железы является ключевым прорывом для повышения выживаемости пациентов. Жидкостная биопсия на основе экзосом демонстрирует огромный потенциал и широко исследуется, однако существующие методы выделения экзосом рака поджелудочной железы из крови сталкиваются с двумя основными ограничениями: низкой эффективностью реакций внутри слоистого микрофлюидного чипа и отсутствием высокоспецифичных белковых мишеней опухолевых экзосом, что серьезно ограничивает специфику и эффективность выделения. В ответ на эти вызовы разработан трехмерный наноструктурированный микрофлюидный чип с функционализацией фенилборановой кислотой, использующий ковалентное связывание между аномально высокоэкспрессируемыми гликозилированными цис-диолами на поверхности опухолевых экзосом и фенилборановой кислотой для универсального и высокоаффинного распознавания опухолевых экзосом; при этом упорядоченный массив наноструктур в форме рыбьих костей индуцирует микроравновертные потоки, преодолевающие слоистый гидродинамический барьер, значительно повышая столкновения и связывание экзосом с поверхностью чипа. Результаты показывают, что эффективность захвата экзосом из клеток рака поджелудочной железы PANC‑1, SW1990 и PACA‑2 достигает около 85%, тогда как связывание экзосом из нормальных клеток поджелудочной hTERT‑HPNE крайне слабое, а опухолевые экзосомы с удалёнными N-гликозидными цепями при помощи пептид-N-гликозидазы F (PNGase F) практически полностью теряют способность к захвату, подтверждая, что специфический захват чипа основан на распознавании гликозилирования. На этой основе чип дополнительно интегрировал амплификацию ферментативного флуоресцентного сигнала in situ, успешно реализовав одновременное молекулярное типирование шести раково-ассоциированных мембранных белков поджелудочной железы: простатспецифического мембранного антигена (PSMA), раково-эмбрионального антигена (CEA), муцина-1 (MUC‑1), нуклеолина (NCL), протеинкиназы тирозина-7 (PTK7) и эпителиального клеточного адгезивного молекулы (EpCAM). Все шесть маркеров значительно сверхэкспрессированы в опухолевых экзосомах, причем различные клеточные линии демонстрируют характерные профили экспрессии, что свидетельствует о способности чипа различать опухолевые и нормальные экзосомы, а также выявлять молекулярные подтипы рака поджелудочной железы. Исследование интегрирует гликаниозное распознавание, эффективный массоперенос и мультицелевое молекулярное типирование, обеспечивая новую платформу технологий для ранней жидкостной биопсии рака поджелудочной железы, не зависящую от антител, с высокой специфичностью и многомерным выходом информации, обладающую значительным прикладным потенциалом в клинической точной диагностике и молекулярном типировании.

микрофлюидный чип; экзосомы; жидкостная биопсия; биомаркеры заболеваний; диагностика рака поджелудочной железы