“超级平台”可识别疾病标志物

近日，记者从中国科学院杭州医学研究所获悉，该所所长谭蔚泓与该所研究员吴芩团队，成功构建了全球首个在单细胞分辨率下同步实现细胞膜表面标志物发现与靶向核酸适体探针获取的一体化平台——SPARK-seq。它为分子识别、原创靶点发现及精准医学研究提供了“超级平台”，有望为众多因靶点不明而缺乏有效疗法的疾病开辟新的治疗途径。相关研究成果已在线发表于国际学术期刊《科学》。

一直以来，细胞膜蛋白是药物作用的关键靶点，而核酸适体是一类能够以高特异性、高亲和力结合靶标分子的寡核苷酸，被誉为“化学抗体”。其在疾病诊断与靶向治疗中潜力巨大。传统的核酸适体筛选方法效率低、过程繁琐，难以在生理相关环境下系统发现全新的疾病标志物。构建SPARK-seq正是为了系统解决这一系列挑战。

相较于传统方法，使用SPARK-seq，筛选效率可提升百倍以上，并能以前所未有的精度锁定潜在的癌症标志物与治疗靶点。吴芩介绍，该平台在单细胞层面部署的“分子雷达”，能够大规模、并行地精准识别细胞表面与疾病相关的靶标，并同步获取能特异性结合它的核酸适体探针。

在SPARK-seq上，工作主要分为三个关键步骤：第一步，利用CRISPR基因编辑技术对大量癌细胞进行“微创手术”，精准剪掉特定的膜蛋白；第二步，引入包含海量候选分子的核酸适体库；第三步，借助单细胞测序技术，为每个细胞拍摄“高清全景照”，并在同一个细胞里同步读取关键信息。

“SPARK-seq可将细胞膜表面标志物的发现从间接推测转变为可直观解读的数字信号。”吴芩说。未来，该技术有望推动形成一种“按图索骥”式的精准医疗新模式，快速为不同疾病匹配或定制治疗分子，极大提升药物研发的效率和治疗方案的精准度。

“我们期待SPARK-seq能推动生物医药研发从传统的经验筛选向数据驱动与智能设计的新范式演进。”谭蔚泓展望道，“未来，我们或许可以像根据蓝图建造房屋一样，通过计算智能设计出自然界不存在的、性能卓越的新型靶向核酸药物。”