核酸适配体筛选技术研究进展

核酸适配体是一段特殊的寡核苷酸配基,对靶标有亲和力和特异性。核酸适配体发展十分迅速,但筛选方法的研究相对来说还不能满足适配体应用的需求。笔者从筛选过程出发,针对近年来较为新颖热门的非天然核苷酸替代传统核苷酸、镜像核酸库代替核酸库等核酸库优化方法,毛细管电泳筛选、微流控芯片技术、微阵列芯片、粒子展示等筛选策略改进技术,高通量测序等次级文库序列分析,碱基突变与修饰、序列截短等适配体结构优化等具体内容进行总结,探讨各种方法的研究进展及应用前景。     

细胞特异性核酸适配体筛选新策略的研究进展

核酸适配体(aptamer)是在体外采用指数富集的配基系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)从人工合成的随机寡核苷酸文库中筛选得到的一段寡核苷酸序列(RNA或DNA),能折叠成特定的三维空间结构同靶物质进行高特异性与高亲和性的结合。近年来,以全细胞为靶标筛选(cell-SELEX)获得的核酸适配体在疾病相关的领域有很大的应用潜力,尤其在细胞分子的识别、生物标志物的发现等方面,但cell-SELEX的过程复杂、难度大及获得的核酸适配体性能不佳等问题仍然制约着细胞特异性核酸适配体的进一步发展,如何高效地筛选获得核酸适配体是其应用的关键。本文总结了目前在cell-SELEX技术基础上发展起来的新方法、新策略及核酸适配体在肿瘤研究中的应用,望为相关科研人员的研究提供参考。     

计算机辅助筛选核酸适配体技术

计算机信息技术已经渗透到我们生活的方方面面,不仅可以辅助药物的筛选,也能够模拟药物的作用.目前已有研究使用计算机辅助技术筛选适配体,对筛选效率的提升和筛选高亲和力的适配体有着重要的指导作用.文中将主要对计算机通过序列评估、结构分析、分子对接3个方面辅助适配体筛选的方法进行综述.     

发光核酸适配体的筛选及应用

发光核酸适配体(light-up nucleic acid aptamers,LNAs)是一类能够特异性结合目标分子并增强目标分子发光性能的功能核酸(functional nucleic acids,FNAs)。LNAs具有组成简单、结构稳定、表达时间短等优点,因此在细胞成像、物质检测等传感领域显示出巨大潜力。随着对细胞内基因原位分析的研究深入,现存胞内成像技术的不足逐渐显露,LNAs成像系统应运而生。本文梳理并概括了不同类型LNAs的筛选方法,并从胞内、体外两个方面对LNAs的前沿应用进行了分析,指出了当前LNAs研究以及传感系统存在的不足,展望了LNAs在无细胞传感中的巨大发展前景,以期能够促进LNAs系统成为胞内外传感研究的一件利器。     

人FcγRI特异性核酸适配体的体外筛选及鉴定

人中性粒细胞FcγRI(即CD64),Ig G Fc高亲和力受体之一,是早期诊断脓毒血症和系统性细菌感染的一个灵敏和特异的新标志物;目前,采用流式细胞计量术测定,难以在一般实验室开展。本研究旨在应用新型的体外筛选技术——指数富集配基的系统进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术——从体外合成的随机寡核苷酸文库中筛选人FcγRI的高亲和力和高特异性的核酸适配体(aptamer)。本文以人FcγRI为靶标,将其固定在羧基活化磁珠上,进行SELEX筛选。经过8轮筛选,共获得3个重点研究的单克隆适配体。生物信息学分析结果显示,人FcγRI适配体的模拟二级结构以茎-环和G-四聚体为主,可能是FcγRI与适配体的作用位点,G-T错配常见。流式细胞计量术和荧光显微镜分析显示,筛选出的典型单克隆适配体解离常数(the dissociation constant,Kd)均达到纳摩尔水平,而且适配体只与脓毒血症中性粒细胞结合,具有良好的亲和力和特异性。本研究表明,通过SELEX技术,成功获取了人FcγRI特异性核酸适配体,为以此适配体为分子探针,进一步建立用于脓毒血症早期诊断的新方法奠定了基础。     

双向热循环消减-SELEX方法筛选肝癌血清核酸适配体

肝癌位于我国肿瘤死亡率第2位,生存率较低。目前用于肝癌早期诊断的临床检查及血清肿瘤标志物检测的特异性与敏感性均较低,不能满足肝癌早期诊断和治疗的需要。核酸适配体与靶标分子结合的灵敏度高、特异性强,有巨大的临床诊断和治疗应用前景。本文利用双向热循环消减指数富集的配基系统进化（systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX）技术,分别以肝癌血清和健康人血清为靶标,经过19轮筛选,获得了肝癌血清特异性核酸适配体序列1 000余条,以及健康人血清特异性核酸适配体序列1 000余条,并从中各挑取了1条高丰度适配体序列,分别命名为Tc1和Tn1。采取了50例肝癌病人血清和50例健康人血清,对适配体Tc1和Tn1与靶标血清的结合特异性进行了检测。结果显示,Tc1和Tn1对两种靶标血清的检出率分别为92%和94%。说明Tc1可特异性与肝癌血清结合,Tn1可特异性与健康人血清结合。肝癌血清特异性核酸适配体的筛选获得,将为建立基于核酸适配体的肝癌血清检测新方法奠定基础。     

核酸适配体筛选的改良与优化策略

核酸适配体以其类似抗体的功能及诸多优于抗体的特点引起人们的广泛关注,如何利用指数富集的配基系统进化技术(SELEX技术)来高效地筛选核酸适配体是其应用的关键。结合近些年核酸适配体的研究进展,为提高筛选效率及核酸适配体性能,针对适配体筛选三大不同环节所做的尝试及改良进行相关的阐述,包括初始随机寡核苷酸文库的设计与修饰、筛选过程所用方法及次级文库的制备、筛选过程后(Post-SELEX)核酸适配体性能的优化等;特别比较了筛选方法包括毛细管电泳SELEX、细胞SELEX、磁珠SELEX、加尾SELEX、微流控SELEX、微阵列SELEX和高通量SELEX,以及次级文库的制备方法诸如不对称PCR法、λ核酸外切酶法、磁珠法、不等长PCR法、综合性方法等;对核酸适配体发展面临的问题及发展前景进行探讨,以期为相关科研人员的研究提供参考。     

核酸适配体介导的肿瘤免疫治疗研究进展

肿瘤免疫治疗是一种新的肿瘤治疗方式,在临床治疗中具有重要意义和应用前景,主要包括过继性细胞免疫治疗、肿瘤疫苗和抗体肿瘤免疫治疗。抗体在肿瘤免疫治疗中应用广泛,但其价格昂贵,质量易受不同批次的影响且存在免疫原性。核酸适配体(aptamer)是一类能与靶标高特异性高亲和力结合的短的单链寡核苷酸,素有“化学抗体”之称。核酸适配体易合成且成本低,质量稳定且免疫原性低,基于这些优势近年来也被开发用于肿瘤免疫治疗。本文综述了核酸适配体在肿瘤免疫治疗中的进展,主要包括核酸适配体通过靶向免疫检查点、共刺激受体、细胞因子、递送小干扰RNA (small interfering RNA,siRNA),间接调控肿瘤免疫进程,以及将核酸适配体修饰于细胞膜上直接介导免疫细胞靶向杀伤等。核酸适配体以多种方式在肿瘤免疫治疗中发挥作用,有潜力被开发用于临床治疗。     

核酸适配体在胰腺癌中的应用研究进展

胰腺癌(pancreatic adenocarcinoma,PAC)是死亡率最高的癌症之一,实现PAC的早期诊断和早期治疗具有重大意义。核酸适配体(aptamer,Apt)是通过指数富集的配体系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)筛选得到的具有高亲和性、高特异性识别靶标分子的单链DNA或RNA,被称为化学抗体,其不仅具有类似抗体的特点,同时还有易修饰、生产成本低、无免疫源性、识别范围广等优点,因此在肿瘤诊断和治疗中具有很好的应用前景。目前,已筛选得到的多个识别PAC的核酸适配体被广泛应用在PAC的诊断和靶向治疗中。文中主要综述了与PAC相关的核酸适配体,对这一领域最新的研究进展进行了总结,并对目前存在的问题和挑战进行了深入的讨论。     

核酸适配体及其亲和力的表征方法

介绍核酸适配体及体外指数富集配体系统进化技术的原理,着重介绍核酸适配体不同靶标的亲和力表征方法,并对这些方法的优、缺点进行比较,建议未来可以联合多种互补的检测技术进行亲和力的相互印证。     

核酸适配体在感染性疾病诊治中的研究进展

临床上,感染性疾病由于诊断不明或诊断时间较长导致严重后果的情况并不罕见。近年来,由于新型病原体感染报道层出不穷,现有病原体出现耐药也十分普遍,导致感染性疾病的诊断和治疗仍是临床上亟待解决的难题。核酸适配体是通过体外反复筛选或指数富集配体系统进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术筛选出来的一类具有特异性识别能力的寡核苷酸序列,具有靶向结合目标分子的能力,可用于病原体检测和新型治疗性药物的开发。适配体已在感染性疾病诊治中显现良好的应用前景,进一步推进相关研究有望为感染性疾病的诊治提供新的途径。     

SELEX：一种体外筛选核酸适配子的新技术

ＳＥＬＥＸ技术是一项新的体外筛选技术,它是用体外合成的、其库容为１０^15左右的随机寡核苷酸库与靶物质结合。通过数轮的筛选与扩增,筛选到靶物质的目的ＤＮＡ或ＲＮＡ片段,对疾病的诊断与治疗方面起着重要的作用。为核酸的结构和功能的研究,提供了一个有效的方法。     

人FcγRI特异性核酸适配体的体外筛选及鉴定北大核心CSCD

人中性粒细胞FcγRI(即CD64),Ig G Fc高亲和力受体之一,是早期诊断脓毒血症和系统性细菌感染的一个灵敏和特异的新标志物;目前,采用流式细胞计量术测定,难以在一般实验室开展。本研究旨在应用新型的体外筛选技术——指数富集配基的系统进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术——从体外合成的随机寡核苷酸文库中筛选人FcγRI的高亲和力和高特异性的核酸适配体(aptamer)。本文以人FcγRI为靶标,将其固定在羧基活化磁珠上,进行SELEX筛选。经过8轮筛选,共获得3个重点研究的单克隆适配体。生物信息学分析结果显示,人FcγRI适配体的模拟二级结构以茎-环和G-四聚体为主,可能是FcγRI与适配体的作用位点,G-T错配常见。流式细胞计量术和荧光显微镜分析显示,筛选出的典型单克隆适配体解离常数(the dissociation constant,Kd)均达到纳摩尔水平,而且适配体只与脓毒血症中性粒细胞结合,具有良好的亲和力和特异性。本研究表明,通过SELEX技术,成功获取了人FcγRI特异性核酸适配体,为以此适配体为分子探针,进一步建立用于脓毒血症早期诊断的新方法奠定了基础。     

核酸适配体在病毒性疾病治疗中的研究进展

核酸适配体是一类通过指数级富集的配体进化技术(SELEX)获得的能以较高的亲和力与各类靶标特异性结合的小分子单链DNA或RNA。与抗体相比,核酸适配体具有合成简单、免疫原性低、体外容易修饰、价格低廉等优势,已在生物医学方面发挥了重要作用。病毒性疾病严重威胁人类健康,然而目前尚未有非常有效且毒副作用小的抗病毒药物。近年来核酸适配体在病毒性疾病治疗中的应用引起人们关注,已有越来越多的研究围绕核酸适配体作为抗病毒药物的应用而展开。核酸适配体可与病毒蛋白或核酸以高特异性及高亲和力结合,一些特异的核酸适配体可通过阻止病毒感染细胞的任一阶段如吸附、复制等达到抑制抗病毒作用,显示了较强大的抗病毒应用潜能。我们简要综述核酸适配体在病毒性疾病治疗方面的研究进展。     

核酸适配体在靶向药物传递中的研究进展

抗癌药物的毒副作用限制了其临床应用,纳米药物载体可实现药物在病灶部位的聚集而不影响正常组织,从而降低药物毒副作用.在药物载体表面修饰靶向配体,以提高药物载体主动靶向进入到细胞的能力,可有效地将药物释放到靶细胞,大大提高药效.核酸适配体(aptamer)作为一种新型的靶向分子,近几年已被运用到靶向药物传递的研究中.本文介绍了几种适配体靶向载药体系,如适配体-药物、适配体-脂质体、适配体-聚合物胶束、适配体-聚合物纳米颗粒、适配体-金属颗粒以及适配体-支化聚合物等载药体系,并对当前研究的热点以及存在的问题和不足进行了评述.     

小分子靶标与其核酸适配体亲和力的表征方法

核酸适配体是指通过SELEX筛选得到的能与靶标高特异性、高亲和力结合的单链DNA或RNA。目前国内外具有高亲和性和高特异性结合的小分子靶标的核酸适配体依然很少,究其原因,一方面是因为小分子靶标的适配体难以筛选,另一方面是小分子靶标与其候选适配体亲和力表征方法难以确定。亲和力表征是确定适配体筛选成功与否的关键步骤,就现有的小分子靶标与其相应适配体亲和力表征方法进行了总结,包括纳米金比色法、等温滴定量热法、表面等离子共振、圆二色谱法、石英晶体微天平法、微量热泳动法和SYBR Green I染料检测法等,并分析了这些方法的优缺点及改进建议,以期有助于提高适配体表征效率。     

核酸适配体在食品安全可视化检测中的应用研究进展

近年来,随着食品安全事件频发,研究者们愈加重视发展低成本、高灵敏、易操作的现场快速检测技术。核酸适配体因其高特异性、高亲和力、易于修饰和功能化等优点而被广泛地应用于生物医学和分析化学研究领域,特别是核酸适配体的可视化检测技术备受关注。基于核酸适配体的可视化检测方法具有选择性好、特异强、灵敏度高、无需大型贵重仪器等诸多优点,已成为一种极具应用潜力的检测方法。本手稿主要对核酸适配体技术以及核酸适配体在食源性致病菌、真菌毒素、农兽药残留、重金属等食品有害物质的可视化检测研究进展进行综述。     

应用双向热循环消减SELEX技术筛选肺癌血清核酸适配体

肺癌是发病率和死亡率较高的恶性肿瘤。现阶段,用于肺癌早期诊断的血清肿瘤标志物因其特异性与敏感性均较低,严重影响肺癌的临床诊断和治疗。本文用双向热循环消减指数富集的配基进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)技术,筛选肺癌和非癌血清标志物的核酸适配体,建立肺癌的检测方法,提高诊断和治疗效率。实验用环氧基琼脂磁珠为筛选介质,以非癌混合血清、肺癌混合血清作为双向靶标。应用热循环消减SELEX技术,经19轮筛选分别获得非癌和肺癌血清的特异性核酸适配体。通过高通量测序,得到 40条非癌核酸适配体序列和 41条肺癌核酸适配体序列。从肺癌与非癌血清特异性核酸适配体序列中分别挑选出高丰度的 4条序列,合成后制成检测试剂,经临床血清验证,阳性率为 90%。该检测方法检测灵敏度高,为肺癌的早期诊断和治疗提供了新的分子识别元件。     

应用双向热循环消减SELEX技术筛选胃癌血清核酸适配体

胃癌是发病率及死亡率均较高的消化道恶性肿瘤之一,严重威胁人类的生命健康。血清肿瘤标志物的检测对提高早期胃癌的检出率,改善胃癌的治疗有重要的意义。核酸适配体以其灵敏度高、靶向性强等优势显示出了较强的临床适用性。本研究以双向热循环消减指数富集式配基系统进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术为支持,纳米（琼脂）磁珠材料为载体,胃癌血清及正常人血清为筛选靶标,结合高通量测序技术建立了快速高效的核酸适配体筛选方法。经过19轮双向筛选,获得高重复率的胃癌血清特异性核酸适配体序列10条及正常人血清特异性核酸适配体序列8条。将这些序列分别混合并制成检测试剂A、B,结合实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qPCR）技术,对100份临床血清样本进行特异性验证。通过比较分析,建立了快速高效的胃癌血清检测技术。结果显示,核酸适配体G AP1与N AP1的二级结构类似于抗体的“Y”型,且呈茎环状。检测试剂A、B对胃癌及正常人血清的检出率分别为92%和88%。表明本技术可以较准确地筛选得到高特异性和强亲和力的核酸适配体,体现了核酸适配体作为新型肿瘤标志物在临床检测及治疗的应用潜力。     

体外筛选炭疽芽孢适配子

用SELEX技术 ,寻获炭疽芽孢适配子 ,研究其亲和功能及是否作为炭疽芽孢的检测分子。化学合成长度为 35mer的随机DNA库 ,以炭疽杆菌疫苗株A .16R芽孢为靶标进行 18轮的筛选 ,筛选产物克隆、测序 ,利用生物素 亲和素 辣根过氧化物酶显色系统判断适配子与芽孢的结合活性 ;计算机软件分析测序适配子保守序列和二级结构 ;以兔抗炭疽芽孢抗体为捕获分子 ,适配子为检测分子混合夹心法检测炭疽芽孢。第 18轮筛选的适配子与芽孢结合后A值比第 1轮的提高了 3733 .33 %以上 ;测序 79个序列中 ,A值最高为 1.2 0 ,最低为 0 .2 0 ;混合夹心法检测表明 ,适配子量为 16 μg ,芽孢为 4× 10 7个时 ,显色信号强度最强。结果提示 ,其 5′端茎环及发夹结构是与芽孢结合的基础 ,远程高级结构对其结合功能有一定的影响 ;寡核苷酸适配子可以作为炭疽芽孢的检测分子