纳米颗粒系统可从血液中捕获心脏疾病生物标志物

威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员开发了一种将粘性纳米颗粒与高精度蛋白质测量相结合的方法，以捕获和分析心脏病的常见标记物，以揭示以前难以获得的细节。

新方法称为纳米蛋白质组学，可以有效捕获和测量各种形式的蛋白质心肌肌钙蛋白I(cTnI)，即目前用于帮助诊断心脏病和其他心脏病的心脏损伤的生物标志物。有效地测试cTnI变异可能有一天为医生提供更好的诊断心脏病的能力，心脏病是美国的主要死亡原因

威斯康星大学麦迪逊分校细胞与再生生物学和化学教授英格，化学教授宋瑾和化学研究生Timothy Tiambeng和David Roberts领导了这项工作，该工作于8月6日发表在《自然通讯》杂志上。研究人员现在计划使用他们的新方法将各种形式的cTnI与特定的心脏病相关联，作为开发新的诊断测试的一步。

目前，医生们使用一种称为ELISA的基于抗体的测试来帮助根据患者血样中cTnI水平升高来诊断心脏病。尽管ELISA测试很灵敏，但患者血液中的cTnI水平却很高，而没有心脏病，这可能会导致昂贵且不必要的治疗。

华盛顿大学医学院和公共卫生学院人类蛋白质组计划主任。“这将有助于揭示每位精密医学用cTnI的分子指纹。”

像cTnI这样的血液中低浓度蛋白质的测量是一个经典的“针刺大海捞针”问题。罕见的，有意义的疾病生物标志物被血液中常见且诊断上无用的蛋白质完全淹没。当前的方法使用抗体来富集和捕获复杂样品中的蛋白质以鉴定和定量蛋白质。但是抗体价格昂贵，批次之间存在差异，并且可能产生不一致的结果。

为了捕获cTnI并克服了抗体的某些局限性，研究人员设计了磁铁矿的纳米颗粒，这是一种磁性形式的氧化铁，并将其与13个氨基酸长的肽相连，该肽被设计成与cTnI特异性结合。肽锁存在血液样本中的cTnI上，可以使用磁铁将纳米颗粒收集在一起。纳米颗粒和多肽很容易在实验室中制备，使其便宜且稳定。

使用纳米颗粒，研究人员能够有效地富集人类心脏组织和血液样本中的cTnI。然后，他们使用了先进的质谱分析技术，该技术可以通过质量区分不同的蛋白质，不仅可以准确测量cTnI，还可以评估蛋白质的各种修饰形式。

像许多蛋白质一样，cTnI可以被人体修饰，这取决于潜在疾病或环境变化等因素。对于cTnI，机体会添加各种数量的磷酸基团，这些小分子标签可能会改变cTnI的功能。这些变化非常微妙，难以追踪。