納米熒光探針用于細(xì)胞內(nèi)腫瘤標(biāo)志物的同時(shí)測(cè)定.pdf

1、惡性腫瘤是嚴(yán)重危害人類健康的重大疾病之一,目前已成為人類死亡的主要原因,隨著人類生存環(huán)境的惡化,其發(fā)病率呈逐年上升的趨勢(shì).腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和診斷對(duì)其預(yù)防和治療至關(guān)重要,研究表明若能早期發(fā)現(xiàn)并及時(shí)治療,可大大提高腫瘤的治愈率.為了實(shí)現(xiàn)癌癥的早期診斷,大量的研究集中在細(xì)胞水平上利用基因的異常表達(dá)來識(shí)別癌細(xì)胞.
　　腫瘤mRNA作為一種特異性的標(biāo)志物,被廣泛用來評(píng)估癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移或者評(píng)定癌細(xì)胞否進(jìn)入了血液循環(huán)之中.細(xì)胞內(nèi)腫瘤mRNA表達(dá)水平

2、的變化與腫瘤的惡化程度或轉(zhuǎn)移進(jìn)程密切相關(guān),通過相互關(guān)聯(lián)細(xì)胞間腫瘤mRNA標(biāo)志物的檢測(cè),可以為臨床診斷癌癥提供新的工具.熒光成像方法可以在細(xì)胞層面實(shí)現(xiàn)無損、高靈敏度的分析,因此具有廣泛的應(yīng)用前景.目前許多熒光探針已經(jīng)被設(shè)計(jì)和合成用于檢測(cè)和成像腫瘤細(xì)胞中的mRNA,但大多數(shù)研究集中在單一mRNA的檢測(cè),這可能會(huì)產(chǎn)生“假陽(yáng)性”信號(hào),因?yàn)榘┌Y發(fā)展過程中與多種腫瘤mRNA相關(guān),另外某些腫瘤mRNA會(huì)在正常細(xì)胞或組織中表達(dá).由于單一的檢測(cè)可能會(huì)造成

3、“假陽(yáng)性”的結(jié)果,使得臨床診斷中誤診的可能性增加,這極大地限制了細(xì)胞內(nèi)mRNA檢測(cè)和成像的發(fā)展.基于上述原因,本文提出了活細(xì)胞內(nèi)多種腫瘤標(biāo)志物同時(shí)測(cè)定的研究策略,其優(yōu)勢(shì)在于同時(shí)檢測(cè)多種腫瘤標(biāo)志物mRNA,避免“假陽(yáng)性”結(jié)果.
　　本文綜述了納米金在生命科學(xué)中的研究應(yīng)用及多組分檢測(cè)的納米探針在癌癥診斷和治療中的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).在此基礎(chǔ)上,分別開展了以下兩方面的工作:
　　1、基于納米火焰設(shè)計(jì)了一種多色熒光探針實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)多

4、種mRNA腫瘤標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)和成像.探針的設(shè)計(jì)原理為DNA探針在金納米球外通過金-硫鍵功能化修飾待檢測(cè)的mRNA的特異性識(shí)別序列,而與其互補(bǔ)的修飾熒光染料的短鏈DNA通過與特異性識(shí)別部分雜交,使染料靠近金球表面,導(dǎo)致熒光染料的熒光被金猝滅.通過連接三種不同的mRNA對(duì)應(yīng)的的三段特異性識(shí)別序列,及分別在對(duì)應(yīng)短鏈上修飾三種不同的熒光染料,該探針便可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)三種腫瘤 mRNA(c-myc，TK1和GalNAc-T)進(jìn)行檢測(cè).該探針有非常

5、好的特異性,核酸酶穩(wěn)定性以及優(yōu)異的生物相容性。另外,本文設(shè)計(jì)的探針成功實(shí)現(xiàn)了在人乳腺癌細(xì)胞MCF-7、人正常乳腺細(xì)胞MCF-10A和人肝癌細(xì)胞HepG2、人正常肝細(xì)胞HL-7702兩組活細(xì)胞內(nèi)的熒光成像,并能有效地區(qū)分癌細(xì)胞和正常細(xì)胞,以及評(píng)估腫瘤mRNA在細(xì)胞中的表達(dá)水平.相比較傳統(tǒng)的單一mRNA檢測(cè),該方法可以為癌癥診斷提供全面而可靠的信息,并有效避免“假陽(yáng)性”的結(jié)果,從而提高癌癥早期診斷的準(zhǔn)確性。
　　2、量子點(diǎn)具有寬激發(fā)、

6、窄發(fā)射、高量子產(chǎn)率及光穩(wěn)定性好的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)在同一激發(fā)波長(zhǎng)下發(fā)射不同信號(hào),對(duì)于多組分檢測(cè)具有重大意義.本文利用不同發(fā)射的綠、黃、紅三種顏色的CdTe量子點(diǎn),將其標(biāo)記在不同mRNA分子信標(biāo)的末端,當(dāng)量子點(diǎn)結(jié)合在納米金球表面時(shí)熒光被猝滅,而遇到靶鏈分子后,分子信標(biāo)的莖環(huán)結(jié)構(gòu)被打開,量子點(diǎn)被猝滅的熒光信號(hào)得到恢復(fù).該策略結(jié)合分子信標(biāo)檢測(cè)快速、特異性好的特點(diǎn),并充分發(fā)揮量子點(diǎn)量子產(chǎn)率高和光穩(wěn)定好的優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)活細(xì)胞中多種mRNA在同一激發(fā)波長(zhǎng)下