がん診断における増幅戦略のための光アプタセンサ技術の最近の進歩

Recent advances in optical aptasensor technology for amplification strategies in cancer diagnostics.

• Xinyue Kou
• Xujia Zhang
• Xuejun Shao
• Chenyu Jiang
• Limin Ning

抄録

アプタマーは、分子進化によって選択された化学的に合成された一本鎖DNAまたはRNA分子です。アプタマーは、高感度で多様なターゲットに高親和性・特異性で結合することができるため、バイオセンシングやバイオイメージングの魅力的なツールとして広く利用されています。アプタマーは認識素子として、異なるがんバイオマーカーを認識することで、特にがん診断に貢献するとともに、シグナル増幅素子をさらに活用することで、超高感度な検出を可能にします。光学技術は、高感度、高速応答、簡便な操作性などから、がん関連の生体分子やバイオプロセスの直接・リアルタイムモニタリングに広く利用されており、がん診断に大きく貢献してきた。本レビューでは、アプタマーを用いたがん診断のための光学プラットフォームベースのセンシング戦略の最近の進歩に焦点を当てる。また、その限界と現在の課題についても議論する。

Aptamers are chemically synthetic single-stranded DNA or RNA molecules selected by molecular evolution. They have been widely used as attractive tools in biosensing and bioimaging because they can bind to a large variety of targets with high sensitivity and high affinity and specificity. As recognition elements, aptamers contribute in particular to cancer diagnostics by recognizing different cancer biomarkers, while they can also facilitate ultrasensitive detection by further employing signal amplification elements. Optical techniques have been widely used for direct and real-time monitoring of cancer-related biomolecules and bioprocesses due to the high sensitivity, quick response, and simple operation, which has greatly benefited cancer diagnostics. In this review, we highlight recent advances in optical platform-based sensing strategies for cancer diagnostics aided by aptamers. Limitations and current challenges are also discussed.