功能化核酸适体的筛选及分子识别应用

核酸适体是从寡核苷酸文库中筛选获得的一段单链寡核苷酸. 由于能与多种靶标分子高特异性结合, 核酸适体已发展成为一种新兴的分子识别工具, 广泛应用于生物医学等领域. 天然核酸文库有限的化学组成限制了核酸适体的结构和功能, 进而限制了其在分子识别中的应用. 功能化核酸适体通过引入特定的化学官能团使核酸序列具有更丰富的构象和功能, 增强其分子识别能力. 然而, 功能化核酸很难与核酸扩增方法兼容, 因而难以使用传统筛选方法进行功能化核酸的筛选. 因此, 优化筛选方法对于获得具有优异性能的功能化核酸适体至关重要. 本综述总结了功能化核酸适体的筛选方法, 并介绍了其作为分子识别工具在生物医学领域中的应用.     

基于核酸适体的电化学生物传感研究

核酸适体是一类经由指数富集的配体系统进化（SELEX）技术在体外筛选获得的单链寡核苷酸片段,由于具有可人工批量合成、价格低廉、易于功能化修饰、特异性强、亲和力高、免疫原性低、批间差异小、热稳定性好等优良特性,在分析化学、疾病治疗以及生物医学研究等诸多领域备受关注。结合代表性案例,该文综述了核酸适体在电化学生物传感领域的应用。首先简要概述了核酸适体及电化学适体传感器的特点,分类阐述了电化学适体传感器在小分子化合物、蛋白质、外泌体、循环肿瘤细胞（CTCs）以及病原微生物检测中的应用,并重点介绍了相关检测方法的原理、分析特性以及所应用的信号放大策略,最后对电化学适体传感器的发展进行了展望。     

核酸适体偶联药物的生物偶联构建技术与应用

核酸适体被称为“化学抗体”, 具有与抗体类似或更加优异的特异性和亲和力, 可以精准地靶向靶蛋白, 与靶蛋白特异性结合. 此外, 核酸适体还具有获取简单、 合成简便、 易于进行化学修饰、 不易变性、 靶标范围广、 免疫原性低及细胞内化快等优点, 已被广泛应用于众多研究领域. 在癌症治疗领域, 核酸适体作为一种优异的靶向识别工具和药物递送载体, 可实现抗肿瘤药物的精准递送. 将核酸适体与药物分子偶联, 可通过核酸适体的靶向作用使药物分子随核酸适体共同进入靶细胞, 实现药物分子在靶细胞内的富集, 进而促进靶细胞的死亡. 近年来, 核酸适体偶联药物已成为癌症靶向治疗的前沿新兴领域, 希望通过该领域的深入研究为癌症靶向治疗领域提供新思路. 本文综合评述了以生物偶联技术构建的核酸适体偶联药物及其应用研究.     

核酸适体靶向的膜蛋白识别与功能调控研究进展

膜蛋白在细胞生命活动中发挥着重要作用, 研究并调控细胞膜蛋白的结构和功能有助于阐明生命活动的基本规律, 为新型药物研发和高效疾病诊治提供研究基础. 核酸适体是一类特殊的寡核苷酸序列, 因具有特异性识别靶标的能力而被广泛用于生物传感领域. 将核酸适体与DNA纳米技术相结合, 利用DNA分子可程序化设计、 可功能化修饰等优势, 发展核酸适体靶向的膜蛋白识别与功能调控方法可为研究膜蛋白相互作用提供有力工具. 本文介绍了基于核酸适体靶向识别的DNA纳米技术在膜蛋白识别及细胞功能调控中的研究进展, 并对核酸适体靶向的膜蛋白识别及功能调控领域面临的挑战进行了分析, 对其应用前景进行了展望.     

核酸适配体荧光探针在生化分析和生物成像中的研究进展

核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来,能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列,具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。 核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合,加上合适的信号转导机制,为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。 荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。 将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合,在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。 本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式,及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究,并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论,最后对其未来的发展方向进行了展望。     

核酸适体-纳米材料复合物用于癌症的诊断与靶向治疗研究进展

因具有独特的光、电、磁、热等优异性能,纳米材料已被广泛应用于生物分析与生物医学领域。核酸适体是一类能够高亲和力和高特异性地与靶标结合的寡核苷酸序列。将核酸适体作为识别单元与纳米材料相结合,可以构建核酸适体-纳米材料复合物。近年来,在肿瘤靶向治疗方面,核酸适体-纳米材料复合物受到了人们的广泛关注。通过纳米材料与具有特异性识别能力的核酸适体的结合,核酸适体-纳米材料复合物可以为癌症治疗提供一种更有效的、低毒副作用的新策略。本文综述了核酸适体-纳米材料复合物作为药物输送载体在癌症的特异性识别与诊断及靶向治疗方面的应用。除此之外,本文还总结了核酸适体-纳米材料复合物与其他新兴技术的有效结合从而提高选择性和癌症治疗效率的相关研究进展。     

基于阳离子荧光共轭聚合物和核酸适体探针的蛋白质检测新方法

以核酸适体为识别分子, 阳离子荧光共轭聚合物为报告分子, 建立了一种蛋白质检测新方法. 修饰有荧光熄灭基团的核酸适体探针通过静电作用与阳离子荧光共轭聚合物结合, 导致后者荧光熄灭. 当加入靶蛋白后, 核酸适体探针与其特异性结合, 荧光熄灭基团与阳离子荧光共轭聚合物远离, 聚合物荧光信号得以恢复. 实验结果表明, 荧光恢复程度与靶蛋白的浓度正相关. 采用该方法检测凝血酶的线性范围为17～40 nmol/L.     

化学修饰提高核酸适体结合亲和力的研究进展

核酸适体(Aptamer)是通过体外筛选得到的短单链DNA或RNA寡核苷酸, 具有与抗体相当或更优异的特异性及亲和力, 且具有靶标范围广、 易制备和灵活可控修饰、 免疫原性低、 批次差异性小以及易于运输保存等优势, 为食品、 环境和生物医学等领域提供了全新的分子识别工具, 获得了研究者的广泛关注. 但是目前其商业应用的数量仍有限. 为了增强核酸适体的应用性能, 研究者对核酸适体进行了大量的改性研究. 本文系统总结了核酸适体筛选前、 后采用非共价或共价方式对其进行化学修饰, 以增加核酸适体与靶标的结合亲和力的相关研究进展, 并对未来发展前景进行了展望.     

基于适体和生物条形码放大技术多组分电化学生物传感器的研究

适体(Aptamer)也称为核酸适体、适配体、适配子等,是一段由25～80个碱基组成的单链寡核苷酸片段,可以是DNA也可以是RNA~([1,2]).它是通过指数富集配体系统进化(SELEX)技术从人工构建的随机单链寡核苷酸文库里筛选出来,可以结合蛋白质、氨基酸、药物或无机离子等目标分子.适体作为传感器的分子识别物质与其它分子识别物质相比,具有高特异性、高亲和力、目标分子范围广、稳定性好等优点,广泛用于生物传感器的研究~([3]).     

核酸适配体在微流控芯片中筛选及病毒性疾病中应用

核酸适配体是短的、单链DNA或RNA序列。相较于抗体成本高、不稳定、免疫原性、难修饰的问题,核酸适配体作为新一代亲和试剂,有着免疫原性低、易修饰、靶标范围广等优势。通过指数富集配体系统进化技术(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment,SELEX)可获得与靶标分子特异性结合的核酸适配体,而如何提高核酸适配体筛选效率是核酸适配体广泛应用的一个瓶颈问题。目前,提高核酸适配体筛选效率的方法种类较多,而微流控SELEX的发展,加速了核酸适配体的发现。核酸适配体作为各种靶标的识别分子,具有诊断和治疗特定疾病的潜力。鉴于此,本文重点介绍核酸适配体在微流控芯片领域进行筛选的研究进展,以及阐述其在病毒性疾病中的应用以及展望。     

基于Cell-SELEX的核酸适配体在生化分析与生物成像中的应用

基于Cell-SELEX的核酸适配体是指以活细胞为靶标物,通过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DNA/RNA文库中筛选得到的单链寡核苷酸.它能够与靶标细胞高亲和性、高特异性结合,具有分子量低、合成简单、化学稳定性好、免疫原性低、易于功能化修饰等优点,已广泛应用于生命科学研究领域.本文综述了基于Cell-SELEX技术筛选的核酸适配体在肿瘤细胞检测、分析和成像方面的研究进展,并对核酸适配体研究的发展前景和趋势进行了展望.     

Aptamers as Recognition Elements for Electrochemical Detection of Exosomes

Exosome analysis is emerging as an attractive noninvasive approach for disease diagnosis and treatment monitoring in the field of liquid biopsy. Aptamer is considered as a promising molecular probe for exosomes detection because of the high binding affinity, remarkable specificity, and low cost. Recently, many approaches have been developed to further improve the performance of electrochemical aptamer based(E-AB) sensors with a lower limit of detection. In this review, we focus on the development of using aptamer as a specific recognition element for exosomes detection in electrochemical sensors. We first introduce recent advances in evolving aptamers against exosomes. Then, we review methods of immobilization aptamers on electrode surfaces, followed by a summary of the main strategies of signal amplification. Finally, we present the insights of the challenges and future directions of E-AB sensors for exosomes analysis.     

Applications of aptamers for chemistry analysis,medicine and food security

Since aptamer and its in vitro selection process called SELEX were independently described by Ellington and Gold in 1990, extensive research has been undertaken and numerous isolated aptamers for various targets have been applied. Aptamers can bind to a wide range of targets that include small organic molecules, inorganic compounds, haptens and even whole cells with high binding affinity and specificity. Aptamers for a wide range of targets have been selected currently. In addition, aptamers are thermo stable and can also be regenerated easily within a few minutes denaturation, which makes them easy to store or handle. These advantages make aptamers extremely suitable for applications based on molecular recognition as analytical, diagnostic and therapeutic tools. In this review, the recent applications of aptamers for chemistry analysis, medicine and food security, along with the future trend will be discussed.     

核酸适配体在癌症诊断中的研究进展

核酸适配体是通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)从体外合成的寡核苷酸文库中筛选得到的短的寡核苷酸分子(ssDNA或RNA).核酸适配体能够通过折叠成特定的空间结构与靶标分子进行特异性结合,与抗体相比,适配体具有高亲和力、易修饰、低成本、易于合成和低免疫原性等优势,可以针对细胞、蛋白质、组织、生长因子进行癌症生物标...     

Advances in aptameric biosensors designed to detect toxic contaminants from food,water, human fluids,and the environment

Detection of toxic small molecule contaminants with sensitivity, accuracy, and specificity is a challenging task. Traditionally used HPLC and mass spectrometry-based assays suffer from several drawbacks, including lengthy sample preparation, heavy instrumentation, and the need for expert technicians. Specific, measurable, accurate, robust, and time-saving (SMART) biosensors are needed to detect toxic substances. Aptamers provide unique opportunities for the rapid development of SMART biosensors to meet above challenges. Since aptamers are short nucleotide sequences; they are easy for chemical synthesis and functional modifications. Aptamers acquire specific molecule recognition potential through unique chemical bonding, including H-bonds, pi-pi, van der Waals, and hydrophobic interactions. For the discovery of aptamers, the SELEX process is used. Recently, efforts have been made to develop aptamers to detect toxic small molecules like antibiotics, pesticides, insecticides, pollutants, toxins, and allergens. Aptamer technology is a promising tool for analyzing these chemicals from diverse matrices. This review provides an update on advances in nucleic acid-based aptameric sensors for molecular diagnostics of toxic chemical from food, water, human fluids, and the environment.     

Aptamers: Potential Diagnostic and Therapeutic Agents for Blood Diseases

Aptamers are RNA/DNA oligonucleotide molecules that specifically bind to a targeted complementary molecule. As potential recognition elements with promising diagnostic and therapeutic applications, aptamers, such as monoclonal antibodies, could provide many treatment and diagnostic options for blood diseases. Aptamers present several superior features over antibodies, including a simple in vitro selection and production, ease of modification and conjugation, high stability, and low immunogenicity. Emerging as promising alternatives to antibodies, aptamers could overcome the present limitations of monoclonal antibody therapy to provide novel diagnostic, therapeutic, and preventive treatments for blood diseases. Researchers in several biomedical areas, such as biomarker detection, diagnosis, imaging, and targeted therapy, have widely investigated aptamers, and several aptamers have been developed over the past two decades. One of these is the pegaptanib sodium injection, an aptamer-based therapeutic that functions as an anti-angiogenic medicine, and it is the first aptamer approved by the U.S. Food and Drug Administration (FDA) for therapeutic use. Several other aptamers are now in clinical trials. In this review, we highlight the current state of aptamers in the clinical trial program and introduce some promising aptamers currently in pre-clinical development for blood diseases.