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为解决传统 miRNA 成像技术背景信号大、灵敏度低及缺乏时空控制的问题，研究人员开展 DNA 四面体 - based 光控分子内催化发夹组装（TCHA-P）策略研究。结果显示该策略检测限达 28 pM，能区分正常与癌细胞 miR-10b 表达，有望用于疾病诊疗和药物开发。
在生命的微观世界里，有一种神秘的 “小卫士”—— 微小核糖核酸（miRNA），它虽然长度只有大约 22 个核苷酸，却掌控着细胞的 “命运密码”。miRNA 通过与靶信使核糖核酸（mRNA）特异性结合，抑制其翻译或促进其降解，从而调控基因表达，对维持细胞功能和生命进程的正常运转至关重要。正因如此，miRNA 成为极具潜力的疾病诊断生物标志物。
然而，想要在活细胞中精准地 “捕捉” miRNA 并非易事。一方面，核酸探针带有负电荷，无法自行进入细胞，需要借助转染材料；另一方面，miRNA 序列短、同源性高且丰度低，这就要求检测技术必须具备高灵敏度和高特异性。
近年来，无酶等温核酸扩增技术和 DNA 纳米结构在 miRNA 成像领域展现出巨大潜力。无酶等温核酸扩增技术，如杂交链式反应（HCR）和催化发夹组装（CHA），无需酶催化就能放大靶 miRNA 信号，提高检测灵敏度和特异性。DNA 纳米结构，像 DNA 折纸和框架核酸等，凭借高生物相容性、强稳定性以及可编程可编辑性，成为理想的核酸递送载体，还能增加核酸探针的局部浓度，加快反应进程。
但目前的技术仍存在 “漏洞”。CHA 和 HCR 存在固有非特异性扩增问题，在将反应探针组装到 DNA 纳米结构以及转染细胞的过程中，会产生大量背景信号，降低检测灵敏度。而且，以往的策略多为 “常开” 模式，对 miRNA 成像缺乏时间上的精准控制，导致检测准确性不足。
为了攻克这些难题，来自未知研究机构的科研人员踏上探索之旅，他们提出了一种基于 DNA 四面体的光控分子内催化发夹组装（TCHA-P）策略，并将相关研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。这一策略就像是给 miRNA 成像技术装上了 “精准导航仪”，为核酸分析和疾病诊疗带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，精心设计并合成了 TCHA-P 系统的各个组件，包括 DNA 四面体、发夹结构 PH1 和 H2 等寡核苷酸链。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）来确认 DNA 四面体的成功合成。在细胞实验方面，将构建好的 TCHA-P 系统转染进细胞，利用紫外线（UV）光照射激活系统，开启后续的反应。
下面让我们一起深入了解该研究的主要结果：
合成与表征 TCHA-P
研究人员以在乳腺癌中显著上调的 miR-10b 为验证模型，合理设计了相关序列。通过 PAGE 成功确认了 DNA 四面体的合成，为后续实验奠定了基础。
检测性能研究
TCHA-P 策略展现出卓越的检测性能，与传统 CHA 相比，具有更高的信噪比，检测限低至 28 pM。这意味着它能够更精准地检测到低丰度的 miRNA，极大地提高了检测的灵敏度。
活细胞成像实验
在活细胞成像实验中，TCHA-P 策略大显身手。它能够有效区分正常乳腺细胞和乳腺癌细胞中 miR-10b 的表达差异，提供了高成像对比度。这一成果对于癌症的早期诊断和治疗具有重要意义，能帮助医生更准确地判断病情。
在研究结论和讨论部分，TCHA-P 策略凭借 DNA 四面体的高生物相容性、稳定性和可编程性，将 PH1 和 H2 修饰到其表面，增加了探针的局部浓度，提升了 CHA 反应动力学和 miRNA 成像的灵敏度。同时，引入光控 PC 连接子，消除了反应探针组装和转染过程中的非特异性扩增，降低了背景信号，增强了成像对比度。该策略有望拓宽基于核酸扩增的成像技术路径，成为核酸分析的有效工具，在疾病诊断、治疗和药物开发等领域发挥关键作用。它就像一把精准的 “钥匙”，正在慢慢打开生命科学和医学领域中核酸分析的新大门，为攻克更多疾病难题带来了新的希望和可能 。
