荧光核酸适配体：核酸酶学分析新机遇

DNA和RNA的合成与降解等核酸代谢过程是维持生命体生长发育、新陈代谢、遗传变异、个体衰老等生命过程的基础代谢单元，广泛参与机体生命活动的全过程。核酸代谢相关酶活性对于维持细胞内环境的稳定性至关重要，其活性的改变可能会引起多种疾病的发生与发展。核酸代谢相关酶已成为多种疾病研究的重要靶点，也是生物技术和生物工程领域中不可或缺的重要工具，如聚合酶链反应、定点诱变、分子克隆和DNA测序等。因此，核酸代谢是所有核酸研究和相关生命科学领域研究的基础。本文将介绍核酸代谢的酶学分析常用方法，并聚焦于操作简单、实时快速的荧光法，按照荧光法的检测原理、发展历史和应用进行分类阐述与比较，并对核酸酶学分析工具未来研究与发展方向进行展望。     

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。     

综述与专论: 甾体激素核酸适配体的筛选与应用

核酸适配体作为新型的识别分子，在分析检测领域有极大的潜力。甾体激素是一类以环戊烷多氢菲为母核的激素，包括性激素和皮质激素，在维持生命、调节生理状态等方面有着极其重要的医药价值。监测体内外的甾体激素含量对于疾病监测和环境保护有着重要的意义。甾体激素的适配体筛选是将适配体应用到甾体激素的分析和检测的前提。目前研究者已通过筛选获得了雌激素（如雌二醇（estradiol，E2）、雌酮（estrone，E1））、雄激素（如睾酮（testosterone，TES）、去甲睾酮）、孕激素（如孕酮（progesterone，P4）），以及皮质激素（如皮质醇（cortisol，COR））的核酸适配体。本文总结了上述已报道的甾体激素适配体的筛选原理及策略；对适配体序列、平衡解离常数（equilibrium dissociation constants，K_D）及测定方法等进行了简要归纳；介绍了计算机模拟技术在适配体筛选和优化方面的新思路；对目前开发的各类甾体激素适配体传感器进行简要介绍，以期为后续研究提供参考。     

孔雀石绿适配体生物传感器的研究进展

荧光适配体作为一种无需标记的荧光探针,具有许多潜在的优势,并被应用于多种靶物质(如ATP、RNA)的检测,是目前适配体研究领域的热点。孔雀石绿适配体(malachite green aptamer,MGA)属于荧光适配体,其能通过配体诱导折叠形成结合口袋,进而促进孔雀石绿(malachite green,MG)的发光。目前,已经筛选得到的MGA的种类较少,主要介绍了已知的MG RNA适配体及其变构体和MG DNA适配体的特性,以及影响MG-MGA复合物荧光强度的因素。同时,还对主要的MG衍生物和共聚物进行了总结。最后,综述了MGA在生物传感、荧光成像等方面的应用,并对MGA的发展方向进行了展望,以期为MGA在生物检测、生物成像等方面的应用提供指导。     

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。     

核酸适配体结合纳米材料用于肿瘤靶向治疗

核酸适配体(aptamer)是一类由指数富集配体系统进化(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)技术筛选出的RNA和单链DNA寡核苷酸片段。因其非同寻常的分子识别能力及结构特性,核酸适配体已经成为最具有应用前景的生物分子之一,综述了核酸适配体结合不同的纳米材料在肿瘤靶向治疗上的应用。     

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。     

核酸适配体在肿瘤免疫治疗中的应用

核酸适配体是指通过指数富集的配体系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)技术得到的一种可以高特异性、高亲和性识别靶标物质的单链DNA或RNA,可以作为靶向性治疗的分子探针。指数富集的配体系统进化技术即SELEX技术是在体外合成一个随机序列的文库,通过4个步骤孵育、分离、回收、扩增即可获得相对应的核酸适配体。通过几十年的发展,如今SELEX技术已成为一种重要的研究手段。核酸适配体具有稳定性强、分子量小、易进行化学合成和修饰、能特异性结合包括从小分子到细胞等靶标,识别范围广等优点,被广泛应用在肿瘤领域。免疫治疗与传统的肿瘤治疗方式不同,它是增强机体自身免疫系统来达到清除体内肿瘤细胞的一种方式,已被临床证明是治疗多种癌症的有效方法,例如针对免疫检查点CTLA4和PD-L1/PD-1的抗体,临床试验取得了成功,这为肿瘤的治疗带来了新的思路方法。目前,相关的免疫治疗药物已经上市应用于临床治疗,但是通过免疫治疗获益的肿瘤患者相对较少且会产生严重的副作用。核酸适配体与免疫相结合,为肿瘤的治疗提供了...     

莱克多巴胺核酸适配体电化学生物传感器的研制

莱克多巴胺(RAC)被大量非法用于畜牧生产,易在动物组织残留,对人体造成危害。因此,研发灵敏、快捷的检测RAC的新方法是有效控制RAC滥用的关键环节之一。通过等温滴定量热法筛选到了一条对莱克多巴胺有高亲和力(Kd=1.66×10-6mol/L)的核酸适配体,利用该适配体作为识别分子成功的构建了莱克多巴胺适配体电化学生物传感器。差分脉冲伏安法分析,在0.5~1.0×102ng/ml浓度范围内,峰电流值的差值ΔIp与莱克多巴胺浓度的对数呈现良好的线性关系,相关系数R2=0.977 0,检测限达到0.1 ng/ml,反应时间为15 min。对同一浓度的莱克多巴胺重复检测7次,其峰电流值的RSD值为3.8%;说明该传感电极具有良好的检测重现性。不仅如此,该适配体传感器还具有良好的选择性。     

适于检测非洲猪瘟病毒的点亮Spinach-p54 RNA适配体的设计及应用

非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)是近年来流行的一种主要致病病毒,对我国的国民经济生活造成了严重影响.本研究以非洲猪瘟病毒的编码保守蛋白p54基因序列片段为检测目标,结合点亮Spinach RNA适配体的开关功能,设计了Spinach-p54的嵌合式RNA适配体.其特异地结合目...     

综述与专论: 核酸适配体在肾癌中的应用

肾癌是泌尿系统最常见的肿瘤之一,发病率呈上升趋势。肾细胞癌作为肾脏肿瘤的主要类型,具有较高的局部浸润和远处转移的频率,约33%~50%的肾细胞癌患者在发现时已发生转移。由于肾细胞癌早期无特异性体征和症状,主要治疗手段是手术切除,对放化疗不敏感,治疗手段有限,因此肾细胞癌的早期诊断能够大大提高肾细胞癌有效治疗的机会,对于肾癌的有效治疗具有十分重要的意义。核酸适配体是通过指数富集的配体系统进化技术（systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX）,从核酸分子文库中得到的寡核苷酸片段,能够选择性地与小分子配体或高亲和力的蛋白质靶标结合,对靶分子或细胞具有较高的亲和力和特异性,目前已广泛应用于肿瘤影像学诊断及靶向治疗中。本文主要综述了与肾癌相关的核酸适配体,并对于适配体在肾癌诊疗中的应用进行了总结和讨论。     

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。     

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。     

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。     

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。     

核酸适配体生物传感器对心肌肌钙蛋白Ⅰ的检测研究

核酸适配体生物传感器是利用固定在电极表面的适配子与被测溶液中心肌肌钙蛋白Ⅰ(cTnⅠ)发生特异性结合,从而达到检测的目的.我们对玻碳电极进行阳极氧化、氨基化修饰,通过碳二亚胺盐酸盐(carbodiimide hydrochloride,EDC)、N-羟基琥珀酰亚胺(N-hydroxysuccinimide,NHS)活化作用将适配子结合在电极表面.cTnⅠ最佳检测范围是0.05~5 nmol/L,最低检测限为0.05 nmol/L,检测时间为5 min.     

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.     

基于荧光染料PicoGreen和核酸适配体的伏马毒素B1检测方法

伏马毒素B1是主要存在于玉米及玉米制品中的一种可以引起癌症的霉菌毒素。针对霉菌毒素精准检测技术的开发对于保障食品安全至关重要。本研究利用核酸适配体与伏马毒素B1结合后不再结合其互补核酸序列的选择性以及Pico Green与双链DNA结合的特异性,开发了一种快速检测伏马毒素B1的适配体方法。Pico Green与双链DNA反应15 min后激发产生的荧光达到峰值(激发波长为480 nm,发射波长为520 nm)。该方法的最低检测限为0.1μg/L(0.1 ppb),线性范围为0.1-1μg/L(0.1-1 ppb),整个检测流程可在40 min内完成。特异性试验显示伏马毒素B1适配体与黄曲霉毒素B1、赭曲霉毒素、桔毒素和玉米赤霉烯酮等常见霉菌毒素无交叉反应。结果表明适配体方法与基于抗体的检测伏马毒素B1商品化ELISA试剂盒相当,Kappa值为0.857。由于核酸适配体比抗体成本低,检测时间短,因此基于核酸适配体的方法比基于抗体的ELISA方法更具有推广应用价值。     

基于核酸适配体的肿瘤免疫治疗进展

肿瘤免疫治疗是通过调节机体的免疫功能来控制和杀伤肿瘤的一种治疗手段。针对免疫检查点的治疗等一系列临床突破使得肿瘤的免疫治疗受到了广泛重视。目前,抗体治疗和过继性细胞治疗是肿瘤免疫治疗的主要方式,但是这些方法仍具有副作用较强,实体瘤治疗难以实现,治疗费用高昂等缺点。因此改进和发展更加高效、安全、低成本的新技术仍十分必要。适配体是利用指数富集的配体系统进化技术筛选得到的单链寡核苷酸,有核酸"抗体"之称。适配体具有低免疫原性、组织穿透力强、易于化学合成与修饰等优势,且与其靶标的结合具有较好亲和力和特异性,可像抗体一样实现肿瘤的免疫治疗。对适配体在肿瘤免疫治疗相关技术中的新应用作一综述,主要包括基于免疫检查点的抗肿瘤作用、双特异性适配体的肿瘤免疫治疗、适配体靶向递送siRNA的肿瘤免疫治疗和适配体联合抗体的肿瘤免疫治疗等方面。