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高丽大学:李炳天教授组开发出对老年性疾病诊断具有划时代意义的生物传感器

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时间:2021-06-03
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 李炳天教授研究组开发出了可以测定引发老年性疾病的氧化压力的荧光蛋白质基础生物传感器。

我们的身体可以通过多种抗氧化系统来应对活性氧的产生。 但是,随着老化,抗氧化系统的均衡崩溃,活性氧增多,生物分子的损伤会积累,成为氧化压力的主要原因。 氧化压力是导致多种老年性疾病的原因,因此体内活性氧的准确测定是诊断及预防老年性疾病的重要信息。

此前,为了测定活体内的活性氧量,研究出了多种方法,但由于活性氧是瞬间产生的,而且与其他活体内的物质立即反应,因此在一般的生物样本中很难直接测定活性氧量。

为了克服这种局限,李炳天教授研究组提出了因活性氧直接氧化,在高等动物生物体内不经过酶反应而持续积累的新氧化压力生物标记(free metionine-R-sulfoxide)——fMetro 同时开发了能够准确测定该生物标记量的荧光蛋白质基础生物传感器(TYfR; TrxA-cpYFP-fRMsr) 通过此方法,不仅可定量测定体内氧化压力,还奠定了作为老年性疾病诊断工具的基础。

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利用开发的生物传感器,通过TYfR传感器确认fMetRO在老鼠模型及患者的血清样本中明显积累了fMetRO,这是典型的老年性疾病,也是由氧化压力积累引起的骨关节炎和急性冠状动脉综合症。 这证明,TYfR传感器今后可以作为老年性疾病的诊断工具使用。

TYfR传感器仅需少量血清样本即可比以往任何方法更准确地通过fMetRO测量氧化压力水平,并可适用于除血清以外的多种生物样品,今后很有可能广泛应用于因氧化压力引起的老年性疾病的诊断中。

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另外,从对老化及氧化压力的基础研究,到对相关疾病的医药品及抗氧化剂的功效评价等多个领域都可以利用。

生物传感器相关市场持续发展,尤其是用于诊断疾病的医疗生物传感器领域占据着最大的市场。 随着人口老龄化的加速,对老年性疾病的诊断工具的必要性正在增加。

此次研究成果于415日在JCR分析化学领域排名第一的期刊《生物传感器与生物电子(Biosensors and Bioelectronics)》上刊登。

在发表论文的同时,对TYfR传感器申请了专利,预计专利注册后通过技术转让实现商用化。

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论文名: Development of a novel biosensor for dynamic monitoring of metabolic methionine redox status in cells and tissues

※论文作者

共同第1作者:崔东旭教授(忠南大学),卢延真(高丽大学),金世贤(高丽大学)

共同通讯作者:李秉天教授(高丽大学),闵弼基教授(延世大学)