基于核酸適配子和納米顆料的朊蛋白檢測及活細(xì)胞標(biāo)記成像研究.pdf

1、朊病毒病(prion diseases)是一類致死的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，由細(xì)胞型朊蛋白(cellular prion protein，prpC)經(jīng)構(gòu)象轉(zhuǎn)變形成致病型朊蛋白(scrapie prion protein，PrPSc)導(dǎo)致PrPc功能缺陷而引起。上世紀(jì)末，瘋牛病在歐洲大范圍爆發(fā)，并跨越物種屏障引起了人的新型克雅氏病，從而引起全世界更多學(xué)者對朊蛋白的強(qiáng)烈關(guān)注。朊病毒病的診斷尤其是早期診斷對監(jiān)控該疾病的流行傳播具有重大意義，但基于

2、抗體的傳統(tǒng)檢測方法因抗體制備復(fù)雜、不易保存等缺點(diǎn)而難以應(yīng)用于早期診斷中，因此亟待建立一種簡單、快速、靈敏的朊病毒病早期診斷方法。對于已經(jīng)確診為朊病毒病的患者，目前尚無有效治療方法，一般認(rèn)為首選的治療手段是阻止PrPC轉(zhuǎn)變?yōu)镻rPSc，或?qū)で笠环N使PrPC結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使PrPSc結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的藥物。另外，研究朊蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布和運(yùn)轉(zhuǎn)途徑對于朊病毒病的診斷和治療也具有一定的指導(dǎo)意義，而目前在這方面的研究結(jié)果都還處于爭論之中。
　　 核酸

3、適配子是一類新興的能與靶物特異性結(jié)合的小分子配體，具有抗體無法比擬的優(yōu)勢，因此它逐漸成為抗體替代物在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。納米科學(xué)與生物科學(xué)、醫(yī)學(xué)的相互交叉、深度融合催生了納米生物醫(yī)學(xué)的研究發(fā)展，納米材料因其獨(dú)特的物理化學(xué)特性在生物醫(yī)學(xué)檢測和標(biāo)記成像領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。
　　 本文將核酸適配體和納米材料應(yīng)用于朊蛋白的構(gòu)象轉(zhuǎn)變、體外檢測、活細(xì)胞標(biāo)記成像研究中，主要內(nèi)容如下：
　　 1.α，β，γ，δ-四(對磺苯基)卟啉與

4、細(xì)胞型朊蛋白的體外作用研究。相關(guān)研究表明四吡咯類化合物可抑制PrPSc形成，故本文以α，β，γ，δ-四(對磺苯基)卟啉(TPPS4)作為四吡咯類化合物的代表，主要通過共振光散射光譜，結(jié)合紫外-可見光吸收光譜和熒光光譜對TPPS4與PrPC在體外的相互作用進(jìn)行了表征。結(jié)果表明PrPC誘導(dǎo)TPPS4分子發(fā)生了J-型聚集，這種J-型聚集體能夠很好地與PrPC結(jié)合，從而有效地抑制PrPC向PrPSc轉(zhuǎn)變。因此，共振光散射技術(shù)可以為研究四吡咯類化

5、合物抑制PrPC向PrPSc轉(zhuǎn)變的機(jī)制提供一種新的表征方法；同時(shí)，研究結(jié)果也暗示四吡咯類化合物在朊病毒病的治療方面具有很大潛力。
　　 2.基于多壁碳納米管和熒光染料之間的能量轉(zhuǎn)移檢測朊蛋白。根據(jù)多壁碳納米管可作為一種很好的熒光淬滅劑設(shè)計(jì)了一種單標(biāo)記的鏈狀分子燈標(biāo)，TAMRA-aptamer通過π-π堆積作用和靜電吸附作用纏繞到碳納米管側(cè)壁，TAMRA和碳納米管之間發(fā)生能量轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致熒光淬滅。朊蛋白與aptamer結(jié)合

6、使TAMRA遠(yuǎn)離碳納米管側(cè)壁，淬滅的熒光得到一定程度的恢復(fù)。結(jié)果表明，在朊蛋白濃度為4.08-81.67 nM時(shí)，恢復(fù)的熒光強(qiáng)度和朊蛋白濃度之間呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系。與傳統(tǒng)的抗體檢測方法相比，本文所建立的方法簡單、靈敏、選擇性高。
　　 3.基于二硫化碳錨定核酸適配子修飾的銀納米探針用于細(xì)胞內(nèi)的朊蛋白標(biāo)記成像。本文將銀納米粒子作為發(fā)光元件，核酸適配子作為分子識(shí)別元件，用二硫化碳的雙巰基將二者牢牢地錨定在一起，制備了一種銀納米光學(xué)探