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鞠熀先教授研究组提出双受体介导的精准基因干

发布时间:2019-11-28 04:27编辑:环球彩票登录网址浏览(145)

    基因干扰技术在人类疾病治疗中具有重要应用前景。该技术利用特定载体将siRNA运载到靶细胞中,选择性地沉默目标基因,从而抑制蛋白质的合成、诱导细胞凋亡,实现疾病治疗。将siRNA高效、高特异性地运载到目标细胞是实现基因干扰治疗的关键。

    图2. 细胞表面神经节苷脂亚型的鉴定原理和分析结果

    1.3肿瘤标志物的甄定

    这一成果由任克维博士后、刘颖教授为共同第一作者,鞠熀先教授为通讯作者完成,并以A DNA dual lock-and-key strategy for cell-subtype-specific siRNA delivery为题于11月24日在Nature Commun. DOI: 10.1038/ncomms13580在线发表。

    我校生命分析化学国家重点实验室的鞠熀先教授课题组从事细胞表面糖链研究已经十年,在细胞表面糖基的原位检测方法学研究领域提出了奠基性的成果(J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7224;Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6465; Anal. Chem. 2010, 82, 5804; Anal. Chem. 2012, 84, 1452;Chem. Sci. 2015, 6, 3769)。近两年该研究组发展了特定蛋白质上糖基的多种原位检测方法(Chem. Sci. 2016, 7, 569,Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5220; Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 8139)。近期,他们针对神经节苷脂研究的迫切需求,设计了一对具有非破坏性提取和疏水收集功能的浮力微球探针,实现了细胞表面神经节苷脂的定量、亚型筛查与再生分析,于2017年12月4日在线发表(Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie. 201710984)。

    4.血管生成因子在血管疾病中的应用

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    核酸适体是经配体指数富集系统进化技术筛选获得的一类能够特异性地结合离子、分子,甚至整个细胞的单链DNA或者RNA分子。下面是小编搜集整理的相关内容的论文,欢迎大家阅读参考。

    图1. 双受体介导的细胞亚型特异性siRNA运载示意图

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    1.1生物大分子检测

    (化学化工学院 科学技术处)

    该研究工作由助理研究员陈云龙为第一作者,鞠熀先教授为通讯作者于10月25日投稿,11月13日预录用。他们构建的一对功能化浮力微球包括提取探针和收集探针。提取探针以马来酰亚胺修饰的二氧化硅浮力微球为基底,在其上共价结合具有核酸内切酶切割位点和硼酸末端的DNA分子,通过硼酸与细胞表面唾液酸的共价识别作用,将细胞表面包含唾液酸的生物分子通过浮力提取。在核酸内切酶的作用下,被提取的生物分子被释放到溶液中,并由十八烷硅烷化的收集探针通过疏水作用收集其中的结合有核酸碎片的神经节苷脂,进一步利用体外杂交链反应对神经节苷脂进行荧光定量。用唾液酸剪切酶切除收集探针上收集的神经节苷脂中的唾液酸残基,通过荧光标记的凝集素识别残留聚糖,该工作发展了细胞表面神经节苷脂亚型的筛选鉴定方法,并第一次提出三种神经节苷脂亚型。利用提取探针对细胞表面唾液酸包含物进行不同程度地提取,可用这两种探针对细胞表面神经节苷脂的再生过程进行监测。与已有的神经节苷脂分析方法相比,该方法无需细胞破碎及其它预处理,首次实现了细胞表面神经节苷脂的定量筛查、亚类鉴定和再生分析,为揭示神经节苷脂相关的生命过程提供了重要工具。

    5.研究性学习法在基因工程课程中的应用

    鞠熀先教授研究组近年来专注癌症相关功能分子的原位检测方法学和癌症精准诊疗一体化研究,并取得连续进展。他们设计了多种由细胞表面受体(Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 9544; Chem. Commun. 2015, 51, 10831)、细胞内pH(J. Am. Chem. Soc., 2013, 135 18850; Chem. Sci., 2015, 6, 5969)、ATP(Nanoscale, 2015, 7, 15953-15691)、microRNA (ACS Applied Mater. Interf., 2015, 7, 19016)、cathepsin B (Anal. Chem. 2015, 87, 3841)等介导的精准治疗技术,提出了现场疗效监测的新思路和治疗机制研究的新手段,已引起广泛关注。

    图1. 功能浮力微球探针的制备和细胞表面神经节苷脂定量分析原理

    癌症的临床诊断现在还是主要依赖于影像学检查组织和细胞表面形态,一般情况分辨率不高,不能够完成癌症的早期诊断等问题,特殊检测恶性肿瘤相关组织和细胞标志物是完成癌症早期诊断的一个十分正确的方法。虽然肿瘤标志物在很早之前就用于癌症的临床实验诊断,但是现在肿瘤标志物种类相对较少,特异性和灵敏度不够准确,并且不能够表明各项恶性肿瘤产生机制,不能准确地用于癌症的早期诊断。由于抗体的蛋白芯片虽然已经被努力地用来寻找与恶性肿瘤有关的蛋白质标志物,但是因为恶性肿瘤的多样性,以及抗体制造和使用上的特异性而效果不明显。所以,现阶段急需找到一种能够直接得到癌变组织细胞的特征分子标志,快速发现癌症发生、发展期间的生物标志物,然后完成这些生物标志物特异灵敏检测。

    传统的siRNA运载体系常用抗体或核酸适体为识别分子,与细胞表面单种受体结合,实现靶向功能。由于肿瘤细胞表面高表达的受体在正常细胞表面也可能表达,采用单受体识别难以保证运载的精准靶向。针对这一关键问题,我校生命分析化学国家重点实验室的鞠熀先教授研究组利用核酸适体sgc8c和sgc4f与细胞表面两种特定的受体结合,形成双锁结构,发展了一种双受体介导的siRNA运载体系,成功实现了细胞亚型的区分,以及低毒、高效的siRNA运载。该方法通过DNA自组装,首先设计合成了一个含siRNA的核酸纳米载体,其一端为发夹结构。发夹的环部是锌离子依赖性DNA酶的底物。该载体具有血清稳定性好、细胞毒性小、运载能力以及内涵体逃逸能力高的优点。在载体与细胞表面结合的sgc8c和sgc4f相遇时,核酸适体sgc4f一端的锌离子依赖性DNA酶可将载体上的发夹结构催化裂解,形成一条DNA单链。该单链进一步打开核酸适体sgc8c上的发夹,通过sgc8c的介导,将siRNA运载到靶细胞中。对于只能结合sgc8c或sgc4f一种核酸适体的细胞,该运载系统没有活性,因而减小了脱靶毒性。该策略为高效、高特异性siRNA运载以及癌症的精准治疗提供了新的思路。

    (化学化工学院 科学技术处)

    时间:2017-07-23 07:38点击: 次来源:网络作者:编辑评论:- 小 大

    神经节苷脂是细胞表面糖链的一种重要分子形态,包含一个或多个唾液酸末端寡糖链,通过神经酰胺部分的烷烃链嵌在细胞膜上,在高特异性酶作用下增减糖单元,动态地在细胞表面合成和降解,调节细胞结构、细胞粘附和信号传导,并作为微生物毒素、细菌和病毒的受体,与细胞生命过程密切相关。神经节苷脂异常的糖基化通路与遗传性疾病、肿瘤组织恶性转化等疾病相关。不同亚型的神经节苷脂异常过表达还与肿瘤的类型和进程密切相关。因此,筛查细胞表面的神经节苷脂对揭示其相关的生物过程和潜在的肿瘤进程具有重要的意义。

    [2]雷丽红,傅迎春,徐霞红,等.基于核酸适体的电化学生物传感器[J].化学进展,2009.

    从分子水平实现早期癌细胞的准确检测具有非常重要的意义,因此设计和发展特异性分子探针成为癌细胞早期检测的关键因素。研究显示,将前列腺专一性膜抗原的核酸适体连接到具有近红外光性能的量子点上,可以特异性地检测前列腺癌细胞,为核酸适体应用于活细胞及生物体内的分子检测提供了新思路。在癌症早期检测中,从病人血液或唾液等收集到的恶性肿瘤细胞含量通常较低,所以发展一种从低含量体液中聚集并检测肿瘤细胞的方案成为目前癌症早期诊断的核心,运用先进的双功能纳米粒子作用于白血病细胞的加速富集与检测的速度。运用一种修饰有核酸适体的吸引力纳米粒子实施靶细胞的提取和聚集,还有一种掺杂有荧光色素的纳米粒子添加到待检测系统中完场信号放大,氧化铁混合的二氧化硅纳米粒子接触面积大,这相比较于一般微米尺寸粒子拥有更加强大的萃取功能,所以相对于免疫表型等复杂的检测方式,这种方式仅仅需要完成分析即可。这种方法不单单可以从全血样本中反复提取得到靶细胞,而且更具有研究意义的是,可以广泛使用于多种癌细胞的同时提取和鉴定。

    7.臂丛神经变异的应用解剖学分析

    1基于核酸适体的生物医学诊断

    1.2肿瘤细胞鉴别分析

    3结语

    1.锌指核酸酶对动物转基因的应用

    9.靶标代谢组学技术在不同代谢物群研究中的应用

    分子水平靶向治疗的核心是使癌症治疗更加有效。低毒和无副作用用于筛选获得的核酸适体拥有比抗体还要好的化学性质,可以与蛋白特异性结合而且能够间接影响蛋白功能,并且不会引起体内免疫原反应,而且渗透性好,有可能成为新的靶向治疗方式并且许多核酸适体不可以将细胞完全吸收。为了完成细胞内的靶向分子转送,开展高效的核酸适体载体体系已经成为该领域研究的核心问题。通过观察癌症细胞细胞核酸适体的内化过程,可以观察到内化的核酸适体可以与铁传递蛋白的内涵体相互结合,这就说明核酸适体能够定向地进入靶向细胞,并且不存在细胞毒性,可以将抗癌药物和靶向癌细胞表面分子的核酸适体抗体等相连接,能够将药物特异性输送到癌灶,不单单能够增强化疗效果,而且还可以降低药物毒性,把容易被生物降解的高分子与抗核酸适体相结合。

    8.浅析基因定点诱变在蛋白质工程中的应用

    2基于核酸适体的靶向治疗

    肿瘤细胞及其标志物的核酸适体,这些核酸适体被大量地运用于生物医学检测疾病标志物发现以及靶向治疗。目前已经可以根据核酸适体对癌症病人样本进行染色,根据流式细胞计数等方式完成对癌症的快速诊断。除此之外,只要是有关抗体的诊断领域,大部分都能够用核酸适体替代,能够弥补抗体在诊断领域应用中的缺点和不足之处。

    [1]黄田贞,林馨馨,陈媛媛,等.核酸适体电化学传感器研究的新进展[J].化学传感器,2010.

    [3]王成刚,莫志宏.核酸适体技术研究进展[J].生物医学工程学杂志,2006.

    参考文献:

    关键词:核酸适体;生物医学;应用

    [生物医学中的核酸适体应用分析]相关文章:

    生物医学中的核酸适体应用分析

    2.浅议核分析技术这门应用科学在生命科学中的应用

    摘要:核酸适体是一种经配体指数富集系统进化技术筛选而出的一种可以特异性结合的离子和分子,核酸适体在生物医学领域有着良好的发展前景。主要针对核酸适体在生物医学中的应用进行分析。

    随着人类基因组计划的完成,研究蛋白质等生物大分子的具体跟踪检测高灵敏分析方法已经是目前基因组学的研究热点和重点。原来的蛋白质检测一般是根据抗原/抗体免疫分析的方式来进行检测,一般分析出来的数据都会受到抗体性质的干扰。而核酸适体能够与蛋白质进行特异性结合,在不同温度、不同盐浓度络合剂条件下能够进行特异性变性与复性研究,所以在蛋白质分析检测上的使用越来越受到各方面重视。运用核酸适体能够通过GIC方法实施扩增的特点,增强酶联核酸适体诊断方法的检测精确度,把两种不一样的核酸适体组合到蛋白或蛋白复合体两个相近的结合位置上,两种核酸适体的游离末端通过互补碱基链接起来,终根据GIC方式实施实时扩增。与传统的检测方法相比较,该种新型检测方式非常明显地应用了核酸适体在发展各种可取代抗体的蛋白靶的功能,在测定体内蛋白质含量和研究蛋白质的功能以及对疾病的早期诊断等方面拥有非常大的使用价值。

    3.体验式教学在高中生物教学中的应用

    10.全基因组测序技术在预防医学中的应用综述

    6.演示教学法在生物学科中的作用和应用

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    关键词: 癌症 课题组 受体 精准 细胞