论文部分内容阅读
癌症(Cancer)是目前全世界最严重的公共健康问题。在美国,恶性肿瘤引起的死亡率位居第二位,仅次于心血管疾病;而在我国,恶性肿瘤已经超过脑血管病、心脏病,位列于目前死亡率排名的第一。众所周知,处于早期的癌症病人要比处于晚期的癌症病人治疗起来容易得多。因此实现癌症的早期检测和诊断具有非常重大的意义,它不但可以降低癌症患者的死亡率,还能节省许多人力、物力和财力。癌细胞表面含有一些独特的膜蛋白,为肿瘤的诊断与治疗提供潜在的靶点。在这里,我们构建了一种适配体功能化的多聚G-四联体探针用于癌细胞的诊断与治疗。该探针综合了两个元件:一是用于识别细胞表面受体c-Met的aptamer序列;二是多聚G-四联体结构,它不仅可以与硫黄素T(ThT)结合实现快速、高效的荧光输出,还可以与光敏剂TMPyP4结合实现光动力治疗。这种独特的靶向探针监测细胞膜受体c-Met的同时实现光动力治疗杀死肺癌细胞,有望于促进肿瘤靶向诊断与治疗的发展,具体内容如下:1.适配体功能化的多聚G-四联体探针的构建与表征。本节设计一种基于末端转移酶TdT辅助的放大方法用于适配体功能化的多聚G-四联体探针的构建。在这里,我们设计了一条由膜受体c-Met适配体SL1、poly-T间隔序列和引物序列三部分组成的底物DNA链。该链在TdT酶作用下延伸生成富含鸟嘌呤的长链DNA。本文对TdT酶延伸产物DNA链的性质进行考察,发现在最优比例dNTP条件下可得到富含鸟嘌呤的多聚G-四联体,该序列能特异性结合染料分子ThT并显著增强ThT荧光。与此同时,我们还发现了这种富含鸟嘌呤的多聚G-四联体可以与光敏剂TMPyP4结合。该方法只需要一步反应就可以得到产物,操作简单,不需要复杂的分离步骤。2.适配体功能化的多聚G-四联体探针用于生物成像。基于上一章TdT酶延伸生成多聚G-四联体的研究,我们开发了一种简单、响应快速、高效、易于操作的细胞成像探针,该探针主要基于TdT酶延伸获得的多聚G-四联体与ThT结合后显著增强ThT的荧光,多聚G-四联体-ThT可以通过序列中aptamer靶向到靶癌细胞上,从而实现了对癌细胞的“turn-on”检测与成像。该方法具有免洗、背景信号低、灵敏度高和选择性好的优势。3.适配体功能化的多聚G-四联体探针用于光动力治疗。基于第一章节TdT可以在一定比例dNTP存在下延伸生成能够形成多聚G-四联体的方法,我们成功构建了一个简便、高效杀死癌细胞的策略。该策略利用TdT酶延伸的多聚G-四联体与TMPyP4结合,然后通过序列中的aptamer靶向到c-Met过表达的A549细胞,在光照条件下快速产生活性氧,从而杀死癌细胞。相比于单一的G-四联体结构,我们设计的探针负载TMPyP4的量大大提高,从而显著提高癌细胞杀伤效果。