乳腺癌是最常见的一种癌症，也是女性癌症死亡的主要原因。乳腺癌死亡的大部分不是由于原发肿瘤本身，而是转移到身体其他器官的结果。在肿瘤转移过程中，一些关键蛋白通过与其相应受体蛋白的相互作用，来促进肿瘤细胞从癌组织中脱落，游离的肿瘤细胞到达继发部位后，又能增强肿瘤细胞与宿主细胞的结合。蛋白相互作用抑制剂是一种能特异性结合蛋白口袋的化合物，它可以通过封闭关键蛋白与受体蛋白的作用位点，抑制蛋白质-蛋白质相互作用，从而阻断关键蛋白与受体结合。如果能够找到与肿瘤转移密切相关的蛋白的抑制剂，就有望抑制乳腺癌的转移，这对于提高乳腺癌的治愈率具有非常重要的意义。
　　核酸适配体是一种能够与靶标分子高特异性识别、结合的单链DNA/RNA序列。核酸适配体作为一种人工合成的核酸，在与靶标蛋白结合时，会折叠成众多高级结构。通过高级结构间的相互作用与靶标蛋白特异性识别，可以进一步封闭靶标蛋白的活性位点从而抑制靶标蛋白的活性功能。已有研究报道，对蛋白具有特异性识别的核酸适配体可以作为一种很好的蛋白质抑制剂。开发肿瘤转移相关蛋白的核酸类抑制剂，可以有效的抑制肿瘤的转移。在此基础上开发了一种通用的方法来对核酸库的化学空间进行模块化扩展，来产生具有蛋白质活性调节的适配体。主要研究内容如下：
　　(1)为了获得特异性识别三阴性乳腺癌的核酸适配体，我们合成了三种类型的人工核苷酸，分别是含Fe碱基、F碱基以及Z∶P碱基对的人工碱基文库。然后，我们以高转移性恶性乳腺癌细胞系MDA-MB-231为靶细胞，以低转移性的人乳腺癌细胞MCF-7为对照细胞，利用cell-SELEX对三种化学修饰的文库进行筛选。经过12轮的筛选，发现含有Z∶P碱基对核酸文库达到最大富集。随后对Z∶P碱基对核酸文库残余DNA进行高通量测序，确定了MDA-MB-231细胞的核酸适体为ZAP-1。为了进一步考察所合成的核酸适体，我们进一步测量了拉曼光谱和质谱，结果表明Z和P碱基成功引入到了ZAP-1上。随后，我们利用流式细胞术分析了适体ZAP-1和MDA-MB-231的特异型性结合能力，结果发现ZAP-1能特异性结合靶细胞MDA-MB-231，而不结合对照细胞MCF-7，结合人乳腺癌细胞MDA-MB-231的解离常数是49.5nM。
　　(2)为了找到ZAP-1靶向MDA-MB-231的具体蛋白，我们利用SDS-PAGE、液质连用技术、核酸适配体pull-down、蛋白质印迹和siRNA干扰等实验鉴定和验证了靶标蛋白ITGA3。整合素α3β1能够与细胞粘附蛋白层黏连蛋白10(LN10,Kd=7.9nM)发生很强的连接，从而促进癌细胞转移。为了探究ZAP-1抑制整合素的配体连接活性，我们用流式细胞分析和共聚焦显微技术探究了ZAP-1和LN10的竞争性连接能力，发现核酸适配体ZAP-1抑制整合素α3β1的配体连接活性。利用核酸适配体与其靶标蛋白整合素α3β1特异性结合的特性，我们进一步发现ZAP-1通过结合α3β1形成一个稳定的低亲和力构象可以抑制α3β1的亲和力，来抑制α3β1介导的MDA-MB-231细胞的粘附和迁移，ZAP-1有望作为三阴性乳腺癌转移的抑制剂。
　　总之，这种化学设计辅助的体外选择方法能够生成功能性核酸，为合理设计新型蛋白质抑制剂药物揭示新的基础。