納米熒光探針用于細(xì)胞內(nèi)腫瘤標(biāo)志物的同時測定.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.腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)和診斷對其預(yù)防和治療至關(guān)重要,研究表明若能早期發(fā)現(xiàn)并及時治療,可大大提高腫瘤的治愈率.為了實現(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,被廣泛用來評估癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移或者評定癌細(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,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)計和合成用于檢測和成像腫瘤細(xì)胞中的mRNA,但大多數(shù)研究集中在單一mRNA的檢測,這可能會產(chǎn)生“假陽性”信號,因為癌癥發(fā)展過程中與多種腫瘤mRNA相關(guān),另外某些腫瘤mRNA會在正常細(xì)胞或組織中表達(dá).由于單一的檢測可能會造成

3、“假陽性”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)志物同時測定的研究策略,其優(yōu)勢在于同時檢測多種腫瘤標(biāo)志物mRNA,避免“假陽性”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.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)計了一種多色熒光探針實現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)多

4、種mRNA腫瘤標(biāo)志物的同時檢測和成像.探針的設(shè)計原理為DNA探針在金納米球外通過金-硫鍵功能化修飾待檢測的mRNA的特異性識別序列,而與其互補的修飾熒光染料的短鏈DNA通過與特異性識別部分雜交,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對應(yīng)的的三段特異性識別序列,及分別在對應(yīng)短鏈上修飾三種不同的熒光染料,該探針便可以實現(xiàn)同時對三種腫瘤 mRNA(c-myc，TK1和GalNAc-T)進(jìn)行檢測.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)計的探針成功實現(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,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“假陽性”的結(jié)果,從而提高癌癥早期診斷的準(zhǔn)確性。
　　2、量子點具有寬激發(fā)、

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