核酸适配子及其筛选进展

随着对单链DNA/RNA的不断研究,人们发现这些单链的寡核苷酸序列具有特殊的三维结构,能高亲和力和高特异性地结合各类靶标.根据单链DNA/RNA的这一性质.人们应用指数富集配体的系统进化技术在体外进行数轮筛选和扩增到特异性高、亲和性强的寡核苷酸序列,即核酸适配子,也称为适配子.基于适配子的化学结构和特点.稳定性的不断提高和筛选的方法不断改进,适配子被广泛运用于早期临床诊断和治疗等生物医学研究领域,并不断取得进展.本文就适配子技术及其筛选进展作一综述.     

利用细胞-指数式富集的配体系统进化技术筛选肿瘤细胞DNA适配子

目的建立一种通用的细胞-指数式富集的配体系统进化（Cell—SELEX）技术平台,用于筛选特异性结合于肿瘤细胞的DNA适配子。方法采用PCR法建立随机双链DNA（dsDNA）寡核苷酸文库,用卵白素包被的琼脂糖珠从dsDNA库分离单链DNA（ssDNA）文库;以体外培养的肿瘤细胞作为正筛选的靶标,以相同组织来源的正常对照细胞作为负筛选的靶标,消减法进行Cell—SELEX筛选和PCR扩增以获取DNA适配子;流式细胞仪监测适配子的富集效率（亲和力）;采用常规分子生物学技术进行适西亡子的克隆、测序和序列分析。结果成功建立了ssDNA库,经过12轮Cell—SELEX筛选,获得了特异性结合于肿熘细胞的DNA适配子;挑选120个阳性克隆送测序,鉴定出21个适配子,采用NCBI网站提供的B]astn程序进行精确比对末发脱相似序列。结论本实验建立的技术平台可在较短时间内获取特异性结合于特定肿瘤细胞的DNA适配子。     

癌胚抗原特异性寡核苷酸适配子的体外筛选及其意义

目的:通过体外筛选获得癌胚抗原(CEA)特异性适配子,为高表达CEA肿瘤的靶向奠定基础。方法:构建长度为81 bp的随机ssDNA文库,体外筛选、富集CEA特异性适配子,通过配体介导的靶蛋白纯化实验检测经筛选的适配子与纯化蛋白结合;提取LS174T细胞总蛋白,免疫共沉淀检测经筛选的适配子与细胞总蛋白的结合。结果:经体外7轮筛选富集及筛选条件的优化,配体介导的靶标分离实验证实了筛选出的适配子与纯化CEA蛋白的结合;免疫沉淀及Westem blot证实了其识别并特异性结合天然状态的CEA。结论:经过体外7轮筛选,证实了所获得的CEA适配子可特异性地与纯化CEA和天然状态的CEA蛋白结合,为后续高表达的CEA肿瘤的靶向诊断和治疗奠定了初步的实验基础。     

SELEX技术筛选HCV非结构蛋白NS3的DNA适配子

目的 用配基指数富集的系统进化技术(SELEX)技术筛选丙型肝炎病毒(HCV)非结构蛋白NS3的DNA适配子.方法 构建随机ssDNA文库,两端为固定序列,中间为39 nt的随机序列,总长度为85 nt,将NS3蛋白包被在96孔板上,ssDNA与NS3蛋白进行亲和反应,洗去未结合的ssDNA,洗脱回收与NS3蛋白结合的DNA,PCR扩增后,磁珠法分离成单链.重复以上筛选步骤,直至筛选出高特异性和亲和力的核酸适配子.将核酸适配子连接质粒载体克隆转人大肠杆菌,挑选阳性克隆提取质粒外送到公司进行测序.结果 通过8轮筛选,成功筛选出DNA适配子,并获得其中6条克隆的DNA一级序列.6条适配子序列长度相同,均为85 nt,两端固定序列与设计相符,中间为随机序列,随机序列无共同保守系列.所有寡核苷酸适配子的二级结构以茎环和凸环为主.结论 以NS3蛋白作为药物研究的靶点,结合SELEX筛选技术研究其核酸适配子,具有巨大的潜力和研究价值.     

适配子介导转运在肿瘤靶向治疗中的研究进展

适配子是生物分子的单链寡核苷酸配体,通过指数富集的配体系统进化技术从人工合成的单链随机寡核苷酸文库中筛选获得。本文从连接方式、治疗靶点、疗效、优缺点多个方面对适配子介导转运在靶向肿瘤化疗、核酸治疗、光动力疗法和光热疗法中的研究进展进行概述。指出以适配体靶向肿瘤的递送系统在肿瘤相关靶向治疗中发展迅速,但仍面临许多挑战。筛选更多靶点的高亲和力适配子,改进适配子与其他治疗药物的结合模式,改善药物的药代动力学是目前工作的重点。     

适配子治疗获得性免疫缺陷综合征的研究进展

适配子(aptamer)是在体外人工合成的具有特定3级结构的单链DNA或RNA分子,从随机寡核苷酸文库中通过配体指数富集系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential Enrichment,SELEX)筛选出来,能与靶分子以高亲和力、高特异性结合。由于适配子和靶分子结合后可阻断靶分子的生物学活性,与相应抗体分子相比,适配子具有许多优越性,如分子量小、易于修饰、无免疫原性等,因而在各种疾病的治疗中具有广阔的应用前景。文中就适配子治疗人类免疫缺陷病毒1(human immunodeficiency virus 1,HIV-1)感染所致的获得性免疫缺陷综合征(acquired immune deficiency syndrome,AIDS)的研究进展作一综述,以深入研究适配子对病原体感染的治疗作用。     

丙型肝炎病毒非结构蛋白NS2核酸适配子的筛选

目的获得与丙型肝炎病毒非结构蛋白NS2特异结合的高亲和力的DNA适配子。方法应用配基指数富集的系统进化(SELEX)技术进行HCV-NS2蛋白适配子筛选,将筛选得到的适配子克隆测序,应用DNAMAN软件对适配子一级结构和二级结构进行比对分析。结果重复筛选7轮后,适配子亲和力和特异性都达到最高,克隆测序得到4个适配子序列,命名为A1、A2、A3、A4,其随机序列部分分别为A1:GTGCGTCCCATGCTGCTGACTTAAATGGGTGGAGGGCAG,A2:CGTGAAATTGTTGACCACTCATGGAATCTGATCTCGTTT,A3:GAAAGGGGATAATCACTTAGGCCTCTCGAATAGTTTATC,A4:AGAAAGTTGAGAACTGCTGTTATTTTGTTAACGTACATG。经软件分析,适配子之间没有共同保守序列和同源序列,适配子的二级空间结构以茎环和口袋结构为主。结论获得了能与HCVNS2蛋白高亲和力和特异性结合的DNA适配子。     

以大肠埃希菌tolC蛋白为靶标的适配体的筛选及结构分析

目的:筛选大肠埃希菌外排泵tolC蛋白的核酸适配体.方法:重组表达大肠埃希菌外排泵外膜蛋白tolC,利用指数富集的配体系统进化技术(stematic evolution of ligand by exponential enrichment,SELEX)从单链DNA文库中筛选出一组能够特异性与其结合的核酸适配体.利用FITC荧光素标记技术检测每轮单链DNA文库与靶蛋白的亲和力,直至亲和力的上升趋于饱和,将最后一轮筛选产物克隆测序,并用DNAman软件分析其二级结构.结果:经过12轮筛选,单链DNA文库与靶标蛋白的亲和力趋向稳定,将第12轮筛选产物克隆测序,对获得的23个适配体进行分析.一级结构分析显示23个适配体并无共同的保守序列,但分别有3对和2对适配体序列完全一致.二级结构预测分析表明,茎环结构为适配体主要的结构形式,提示其可能是适配体与tolC蛋白蛋白特异性结合的基础.根据二级结构特点可将23个适配体分为4个家族,其中20号适配体与靶标蛋白亲和力最高.结论:成功利用SELEX技术筛选获得了特异结合tolC的高亲和力的核酸适配体,为大肠埃希菌耐药干预及机制研究奠定了基础.     

人重组S100A8蛋白适配体的筛选和结构分析

目的:筛选人重组S100A8蛋白特异性的适配体。方法:采用配体指数级富集系统进化(systematic evolu-tion of ligand by exponential enrichment,SELEX)技术,以人重组S100A8蛋白为靶蛋白,以微孔板为筛选介质,从体外合成的随机单链DNA文库中筛选其适配体。利用生物素-链霉亲和素-辣根过氧化物酶系统检测每轮单链DNA文库与靶蛋白的亲和力直至亲和力的上升趋于饱和,将最后一轮筛选产物克隆测序,并进行生物信息学分析。结果:经过11轮筛选,单链DNA文库与人重组S100A8蛋白的亲和力趋向稳定,将第11轮筛选产物克隆测序,对获得的30个适配体进行分析。一级结构分析显示30个适配体并无共同的保守序列,但有3对适配体序列完全一致。二级结构预测分析表明,茎环和口袋结构为主要的结构形式,提示其可能是适配体与人重组S100A8蛋白特异性结合的基础。根据茎环和口袋的相对比例可将30个适配体分为4组,其中第1组中35号适配体与人重组S100A8蛋白亲和力最高。结论:获得了与人重组S100A8蛋白特异性结合的适配体群,为后续适配体的应用研究以及S100A8蛋白功能的研究奠定了基础。     

人重组S100A8蛋白适配体的筛选和结构分析

目的：筛选人重组S100A8蛋白特异性的适配体。方法：采用配体指数级富集系统进化（systematic evolution of ligand by exponential enrichment,SELEX）技术,以人重组S100A8蛋白为靶蛋白,以微孔板为筛选介质,从体外合成的随机单链DNA文库中筛选其适配体。利用生物素-链霉亲和素-辣根过氧化物酶系统检测每轮单链DNA文库与靶蛋白的亲和力直至亲和力的上升趋于饱和,将最后一轮筛选产物克隆测序,并进行生物信息学分析。结果：经过11轮筛选,单链DNA文库与人重组S100A8蛋白的亲和力趋向稳定,将第11轮筛选产物克隆测序,对获得的30个适配体进行分析。一级结构分析显示30个适配体并无共同的保守序列,但有3对适配体序列完全一致。二级结构预测分析表明,茎环和口袋结构为主要的结构形式,提示其可能是适配体与人重组S100A8蛋白特异性结合的基础。根据茎环和口袋的相对比例可将30个适配体分为4组,其中第1组中35号适配体与人重组S100A8蛋白亲和力最高。结论：获得了与人重组S100A8蛋白特异性结合的适配体群,为后续适配体的应用研究以及S100A8蛋白功能的研究奠定了基础。     

人肺腺癌耐药细胞模型的建立及生物学特性的初步鉴定

目的建立人肺腺癌耐药细胞模型Anitp973／NVB（去甲长春新碱）并鉴定其生物学特性。方法应用人肺腺癌细胞系Anip973,采用NVB逐步增加剂量法,诱导建立耐药细胞模型Anip973／NVB,观察其生长规律;用MTT法鉴定抗药性;观察细胞形态和超微结构;流式细胞技术检测其细胞周期分布;高效液相色谱法测定细胞内NVB的浓度变化。结果经MTT法鉴定Anip973／NVB细胞较Anip973细胞的NVB半数致死浓度（IC50）增大21．81倍。两细胞系的倍增时间无明显差异。光镜及电镜下观察到,两细胞系结构变化较大。经流式细胞仪测定Anip973／NVB细胞,S期细胞减少（P=0．035）而G0-G1期细胞增多（P=0．014）;高效液相色谱法检测发现Anip973细胞内药物浓度明显高于Anitp973／NVB。结论Anip973／NVB细胞是一个明确的多药耐药细胞模型,具有耐药细胞的基本生物学特性。     

TAP基因转染提高其在肿瘤细胞系的表达

目的　筛选TAP1、TAP2表达下调的肿瘤细胞系 ,将TAP1、TAP2基因分别转染其表达下调的肿瘤细胞系 ,检测基因转染后的mRNA表达水平。方法　用RT -PCR方法检测肺腺癌细胞系Anip 973,AGZY83a ,LH - 7,BE - 1,胃癌细胞系BGC - 82 3TAP1及TAP2mRNA水平 ,筛选TAP1、TAP2表达下调的肿瘤细胞系。用脂质体法 (LipofectaminTM2 0 0 0 )将TAP1、TAP2分别转染人肺腺癌细胞系Anip 973,经G4 18筛选 4～ 6周 ,通过RT -PCR检测TAP1及TAP2的表达。结果　Anip 973,AGZY 83a细胞TAP1、TAP2mRNA表达下调 ,LH - 7,BE - 1TAP1PCR产物均为 2条带 ,BE - 1TAP 2mRNA表达下调 ,而LH - 7与B细胞相同。转染后的Anip 973细胞TAP1、TAP2的mRNA表达明显增加。结论　基因转染可恢复肿瘤细胞TAP1及TAP2的表达 ,为增强MHCⅠ类分子提呈肿瘤抗原奠定了基础     

Effect of Human Lymphokine-Activated Killer Cells on Mitotic Phase Tumor Cell

为提高淋巴因子激活的杀伤细胞（ＬＡＫ细胞）临床应用的疗效，采用抗肿瘤化疗药物长春新碱诱导人肺腺癌细胞Ａｎｉｐ９７３进入有丝分裂期，研究ＬＡＫ细胞对有丝分裂期肿瘤细胞的杀伤作用。结果表明，肿瘤细胞进入有丝分裂期后，形态上发生明显的变化，ＬＡＫ细胞对有丝分裂期肿瘤细胞的杀伤作用明显增高。电镜下，ＬＡＫ细胞与有丝分裂期肿瘤细胞以绒毛相接触，呈犬牙交错状，靶细胞死亡形式是溶解坏死和凋亡。     

RAB5A对人肺腺癌细胞系粘附能力的影响

目的：研究RAB5A基因转染后对肺腺癌粘附能力的影响。方法：采用细胞粘附能力测定,观察转染前后细胞系粘附能力的改变。结果：转染PAB5A正义表达载体的AG2Y83－α细胞系粘附能力增强,转染反义重组质粒的Anip9n3细胞系粘附能力明显减弱。结论：RAB5A在人肺腺癌转移特性的形成中具有重要的作用。     

高低转移性癌细胞的粘附性比较

为了研究肿瘤细胞特性与它们的转移能力之间的关系,我们比较了高低转移性不同的细胞系的粘附特性。结果显示,高转移性的Anip[973]细胞具有较强的同型聚集能力,而低转移性的AGZY细胞对内皮及其基质的粘附较Anip[973]快。二者均无促血小板凝集活性。体外培养的集落形态两者不同,高转移性的Anip[973]具有较低的贴壁依赖性。所以,此细胞系的同型聚集及聚堆生长与转移能力增加有关。     

慢性髓细胞性白血病K562细胞适体的筛选与鉴定

目的：筛选并鉴定出慢性髓细胞性白血病（CML）K562细胞的寡核苷酸适体.方法：体外合成长度为88个碱基的随机单链DNA（ssDNA）文库,采用生物素-链霉亲和素磁珠法制备次级文库,以正常人血液中提取的中性粒细胞为反筛细胞,利用指数富集的配基系统进化（SELEX）技术筛选出与CMLK562细胞特异结合的适体.将筛选得到的适体回收纯化后连接pGEM-T质粒载体,经蓝白筛选后,随机挑选24个克隆子进行序列测定.采用荧光标记引物法检测ssDNA文库与K562细胞的亲和力,并用Clustal 2.05和DNA sis V2.5软件对适体序列进行一级结构同源性分析和二级结构预测.结果：经过13轮循环筛选,CML K562细胞适体的A值从0.12上升到1.25,至第13轮A值无明显增高.一级结构分析无同源序列,但可分为6个家族,其中5个家族各自具有保守序列,家族6无保守序列.二级结构分析表明,适体形成的茎环、凸环结构可能是与K562细胞特异性结合的结构基础.结论：利用SELEX技术成功筛选出高亲和性的CML K562细胞适体.     

基底膜侵袭实验技术对人肺腺癌细胞侵袭能力的研究

目的:研究RAB5A基因转染后对肺腺癌侵袭能力的影响。方法:采用重基底膜侵袭实验,观察转染前后的细胞系对基底膜侵袭能力的改变。结果：转染PcDNA3.1-RAB5A正义表达载体的AGZY83-a细胞系基底膜侵袭能力增强,转染PcDNA3-AntiRAB5A反义RNA组质粒的Anip973细胞系侵袭能力明显减弱。结论：RAB5A在人非小细胞肺癌的侵袭及转移特性的形成中具有重要的作用,RAB5A的反义分子能够有效地阻断该基因表达的翻译过程,在细胞内发挥预期作用。     

肺腺癌高、低转移细胞系Anip973、AGZY83-a中野生型p53基因过表达研究

目的探讨野生型ｐ５３基因及其表达产物ｐ５３蛋白在恶性肿瘤基因治疗中的作用。方法应用腺病毒为载体将野生型ｐ５３基因转入高、低转移的肺癌细胞系Ａｎｉｐ９７３、ＡＧＺＹ８３－ａ,并且对各组转染细胞进行生长曲线、原位末端标记、Ｗｅｓｔｅｒｎ－ｂｌｏｔｔｉｎｇ等技术检测分析。结果野生型ｐ５３蛋白的过表达对上述肺腺癌细胞系均呈现出较强的生长抑制作用,野生型ｐ５３蛋白的过表达对高转移肺癌细胞系Ａｎｉｐ９７３的抑制作用明显高于低转移细胞系ＡＧＺＹ８３－ａ。结论外源性野生型ｐ５３基因的过表达,可以有效抑制上述肿瘤细胞的增殖,同时对高转移肺腺癌细胞系的抑制作用更加显著。     

人TNF-α重组腺病毒转染人肺腺癌细胞的体外生物学特性研究

目的 在利用COS／TPC同源重组法高效制备hTNF-α重组腺病毒基础上，对感染人INF-α重组病毒的人肺腺癌细胞（Anip973）的体外生物学特性进行研究。方法 将携带有人TNF－α基因的重组腺病毒（rAd-hTNF-α）感染人肺腺癌细胞系,通过细胞生长实验、克隆形成实验、流式细胞分析、形态学检查等观察其对Anip973肿瘤细胞的作用；利用PCR和琼脂糖电泳对肺癌中人TNF－α基因进行了检测。结果 rAd-hTNF-α经扩增、纯化后，滴度可达10^10PFU／ml，当病毒为30MOI时，对Anip973细胞的转染率达90％以上。转染的Anip973肿瘤细胞除表面结构和超微结构有轻微变化外，其生长能力、克隆形成率及细胞周期等无明显变化。结论 腺病毒介导的细胞因子基因hTNF-α转染的ANIP973肿瘤细胞未见明显变化，为制备肿瘤疫苗打下基础。     

三氧化二砷对人肺腺癌Anip973细胞内[Ca2+]i的影响

目的研究三氧化二砷(As2O3)对人肺腺癌Anip973细胞内游离[Ca2+]i的影响.方法培养人肺腺癌Anip973细胞,用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)观察As2O3对人肺腺癌Anip973细胞内游离[Ca2+]i的影响;用生长曲线法测药物对肿瘤细胞增殖的影响.结果①LSCM显示As2O3 作用后的人肺腺癌细胞Anip973细胞内[Ca2+]i显著升高(P<0.001).②As2O3 对人肺腺癌细胞株Anip973细胞内[Ca2+]i升高作用具有剂量依赖性.③As2O3 能明显抑制人肺腺癌Anip973细胞的增殖.结论 As2O3 可能是通过升高人肺腺癌细胞内[Ca2+]i 来启动细胞凋亡机制,诱导肺癌细胞凋亡,从而抑制其增殖.