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摘要:KDR核酸适配体实为一类能够以一种特异性的方式结合靶物质的寡核苷酸序列,其能够作用于细胞膜表面受体、小分子化合物、蛋白质等靶标,有着与抗体相当甚至更强的结合能力,因而有着比较好的稳定性与免疫原性。本文基于适配体筛选原理与特点,就KDR核酸适配体的最新应用研究进展作一综述。
关键词:KDR;核酸;适配体;进展
本文引用格式:刘静雅.KDR核酸适配体应用的研究进展[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(58):34-35.
Research Progress of KDR Aptamers Application
LIU Jing-ya
(Yangzhou University,Yangzhou,Jiangsu,225000)
ABSTRACT:KDR aptamers are oligonucleotide sequences that can bind target substances in a specific method,which can act on cell membrane surface receptors,small molecule compounds,proteins and other targets,which have the same or even stronger binding ability as antibodies,so they have better stability and immunogenicity.Based on principles and characteristics of aptamer screening,the paper reviews the latest research progress of KDR aptamers application.
KEY WORDS:KDR;Nucleic acid;Aptamer;Progress
引言
1990年,有国外研究对一种新型的寡核苷酸筛选技术进行了报道[1]。此技术通过结合PCR扩增,能够在体外短链核苷酸文库当中,将那些结合于噬菌体T4DNA聚合酶特异性的RNA配体给筛选出来[2]。而对于其原理而言,则以生物自然进化机制为基础(即变异、选择与复制),因而被称作指数富集配基系统进化技术(SELEX),而对于所筛选出的
RNA配体,即适配体[3]。需要指出的是,因适配体与靶标结合后,无论是在亲和力上,还是在特异性上,均得到大幅提高,分子稳定性、生产技术可媲美于抗体,因而此技术在生物医学许多领域中均得到广泛应用。
1筛选适配体
1.1适配体筛选原理分析。指数富集配基系统进化技术
(SELEX)借助各种先进的分子生物学技术,建立随机单短链核苷酸文库,并与靶标物质相混合,最终形成靶标复合物;将那些没有结合的适配体洗脱掉,并对靶物质上的核酸分子分离掉,将后者当作模板,实施PCR扩增,并开展下一轮筛选[4]。借助多轮循环筛选操作,去除那些与靶标不结合的核酸分子,分离出“适配体”(与靶分子具有较高的亲和性),且伴随筛选进程的推进,其纯度随之增高[5]。在完成各轮筛选循环之后,根据现实情况,酌情增加核酸反转录步骤,这样便能够将RNA适配体给筛选出来[6]。针对筛选出的高特异性适配体,开展全面性的人工体外合成,作用识别靶物质及治疗研究。
1.2适配体筛选过程分析。过程为:①选择筛选方法。依据靶标特点与研究目的,对适配体应有的特性加以明确,以此将SELEX筛选方法设计出来。②构建寡核苷酸文库。根据所选筛选方法,构建寡核苷酸组合文库,需做到容量足够且长度合适。③循环筛选。基于游离态的靶标,或者是固态化靶标,借助多次循环,从中将适配体筛选出来。④完成筛选后,以适配体为对象,予以测序,且修饰特异性,以此来提升配体在可选择性。
2适配体的基本特点
2.1适配体的亲和力与特异性。适配体与靶物质相结合,其在亲和力上有着比较大的变化范围。通常情况下,其与小分子靶标之间有着比较低的亲和力,但与大分子物质(免疫球蛋白、核酸结合蛋白等)之间则有着相比其他类型配基更高[7]的亲和力、特异性,这样能够较好的预防非特异性结合。
此外,还需要指出的是,有时适配体也有发生非特异性结合的可能,比如黄嘌呤,其适配体可以与鸟嘌呤相结合[8]。
2.2适配体的稳定性与易修饰性。针对适配体而言,其实为一种比较典型的短链核苷酸片段,容易被核酸酶降解,对RNA结构相应适配体更会如此。为了能最大程度增加适配体的功能,提升其在临床诊治当中的应用范围,可根据现实需要,可围绕适配体主链骨架,修饰其位点特异性,并在维持原有生物学活性的背景下,实现生物利用度的提升,为效应分子、报告分子的精确构建提供方便[9]。
3临床实验诊断中KDR核酸适配体应用
3.1检测肿瘤细胞及其标志物。近年,伴随医疗技术水平的不断提升,有力推动着肿瘤检测领域的发展,在此背景下,已经筛选出许多肿瘤标志性蛋白的KDR核酸适配体,它们可以将肿瘤细胞的标志性蛋白高特异性的识别出来,只需要少许的肿瘤细胞,便能够对其开展准确、全面的分型与识别,因此,其在早期诊断肿瘤方面,有着重要价值与优势[10]。有研究利用KDR核酸适配体,将非小细胞肺癌所对应的腺癌亚型成功的识别出来,因为早期鉴别与诊断此类肿瘤,提供了重要依据与支撑。另有学者[11]利用最新的用纳米载体系统技术,将那些与pSMA相结合的适配体靶向,向前列腺肿瘤组织当中进行传送,用作各种检测;在整个医学领域当中,此技术应用乃是首次借助纳米技术靶向来实现KDR核酸适配体运送的操作实例。
3.2检测病原微生物。近年来,随着许多医学新技术的应用,适配体检测抗原技术在此驱动下,获得了较好发展。利用夹心法,在固相载体上,把1个KDR核酸适配体末端固定在上面,以此来对待测标本当中的靶物质加以捕获,而针对另外一个KDR核酸适配体序列,而在其末端标记指示剂,如放射性同位素、荧光素、生物素等,将其当作待检测因子,当其结合靶标后,便会有信号产生,最终完成检测[12-13]。
4临床治疗中适配体的应用
4.1KDR核酸适配体的治疗作用。在临床疾病治疗中,KDR核酸适配体与单克隆抗体比较相似,但需要指出的是,其体外筛选对生物体没有依赖性,因此,在实际生产中,能够很好的对反应条件加以控制,与此同时,与其他寡核苷酸治疗手段相比较,KDR核酸适配体不仅可以在胞内、胞外治疗靶标,还可以在胞膜表面进行治疗[14-15]。有研究[16]借助动物模型,从中得知,KDR核酸适配体对于血管生成相关疾病相应发生、发展具有降低作用。有学者[17]在骨桥蛋白当中成功筛选出KDR核酸适配体,其对动物模型体内肿块生长具有抑制作用。
4.2KDR核酸适配体的药物运输作用。针对KDR核酸适配体而言,其还可以作为一种运输工具,能够高特异性的将自身向组织或者靶细胞运输,最终实现治疗的目的[18-19]。有报道[20-21]把人免疫缺陷病毒gp120的KDR核酸适配体用作感染HIV的细胞,从中得知,两者对病毒复制均有抑制作用;此外,把此适配体与HIVgp160相结合,同样具有抑制HIV-1复制的作用,实现传染性的降低。
5结论
综上所述,伴随指数富集配基系统进化技术(SELEX)的持续更新与完善,KDR核酸适配体在临床检测及疾病治疗中得到广泛应用。但在临床诊断与治疗过程中,KDR核酸适配体的大规模应用还存在一些问题,但伴随适配体研究的日渐深入,其在疾病诊断与治疗中的效能将会得到持续性激发。
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