2026年1月1日，中國科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所構(gòu)建了全球首個融合單細(xì)胞分辨率與高通量測序的核酸適體篩選與動力學(xué)分析平臺——SPARK-seq，為精準(zhǔn)分子識別、靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)及藥物遞送等領(lǐng)域提供了全新的研究工具與思路。

▲SPARK-seq平臺用于核酸適體發(fā)現(xiàn)和變體設(shè)計(jì)

01

傳統(tǒng)方法失去“目標(biāo)”

三陰性乳腺癌因其細(xì)胞表面缺乏類似HER2那樣明確的藥物作用靶點(diǎn)，導(dǎo)致許多特效藥“無的放矢”，使臨床治療面臨巨大挑戰(zhàn)。

研究人員需要在根本上實(shí)現(xiàn)“雙突破”——既要為這類疾病快速找到關(guān)鍵靶點(diǎn)，又要定制精準(zhǔn)的治療方案。

傳統(tǒng)尋找新藥物靶點(diǎn)（“目標(biāo)”）和對應(yīng)治療分子（“鑰匙”）的方法效率低下，如同“大海撈針”。

02

打造“智能漁網(wǎng)”

SPARK-seq相當(dāng)于布下了一張“智能漁網(wǎng)”，其工作流程分為三步：

第一步，利用CRISPR基因編輯技術(shù)，對大量癌細(xì)胞進(jìn)行“微創(chuàng)手術(shù)”，使其表面不同的膜蛋白功能逐一缺失；同時引入包含海量候選分子的核酸適體庫。

第二步，借助單細(xì)胞測序技術(shù)，為每個細(xì)胞拍攝“高清全景照”，同步捕獲關(guān)鍵信息。

第三步，通過開發(fā)新的算法和大數(shù)據(jù)分析，在海量數(shù)據(jù)中直接找出那些只牢牢結(jié)合在有癌變特征“目標(biāo)”上的“鑰匙”，并量化其結(jié)合的牢固程度。

這意味著，研究人員能在閉環(huán)系統(tǒng)中，同步發(fā)現(xiàn)新的疾病關(guān)鍵靶點(diǎn)，并獲得能精準(zhǔn)作用于該靶點(diǎn)的潛在治療工具——核酸適配體，實(shí)現(xiàn)了“既發(fā)現(xiàn)鎖，又配好鑰匙”的一體化突破。

03

建立快速研發(fā)平臺

SPARK-seq的研發(fā)，使得高效、規(guī)?；匕l(fā)現(xiàn)與優(yōu)化靶向分子成為可能，為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域建立了快速研發(fā)平臺。

這一研究為三陰性乳腺癌等腫瘤帶來了新的治療希望，開創(chuàng)了強(qiáng)大的原創(chuàng)研發(fā)模式。未來或許能夠像查詢字典一樣，快速鎖定目標(biāo)，并定制專屬的“特效鑰匙”。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1126/science.adv6127

來源：中國科學(xué)院杭州醫(yī)學(xué)研究所

責(zé)任編輯：侯茜