核酸适配体在治疗肿瘤中的的作用

核酸适配体在治疗肿瘤中的的作用

江西理工大学邹涛

摘要：

核酸适配体是一类能够特异性地和靶物质结合的寡核苷酸序列。它可作用于蛋白质、金属离子、小分子化合物、细胞膜表面受体等靶标。该寡核苷酸序列可以是RNA也可以是DNA，较其他识别分子而言，适配体具有性质稳定、易合成、易标记、分子量较小和目标分子广泛等优势。其结合能力可与抗体相当甚至更强, 并可结合各种药物及载体构建多元复合靶向给药系统用于肿瘤靶向治疗, 在生物医学领域引起了极大的关注.。

关键词：核酸适配体；肿瘤治疗；量子点

1990年，Ellington与Szostak及Tuerk与Gold筛选出了能与T4 DNA聚合酶高亲和力和特异性结合的随机寡核苷酸，并命名为核酸适配体(aptamer,Apt)，该筛选方法被命名为指数富集的配体系统进化技术(SELEX)，原理是首先构建容量巨大的随机寡核苷酸序列库，然后经过多轮结合和洗脱，从中筛选得到能够和靶标物质高亲和力结合的寡核苷酸。核酸适配体是通过折叠形成特定空间结构而与靶标结合，其亲和力可与抗体相当，亲和常数(Kd)可达纳摩尔或皮摩尔水平。近年来，核酸适配体受到科学家的广泛关注，由于其分子量较小、可化学合成、生物相容性好等优点，其在基础、临床、药物开发中的研究不断增多，越来越多的针对生命活动中重要分子的适配体被筛选出来，各种基于核酸适配体的分析方法和技术也有报道，核酸适配体在生物医学、疾病诊疗领域已显示出广阔的应用前景。靶向配体在抗肿瘤药物靶向传递方面有很大的应用潜能，其对靶分子结合的选择性可赋予抗癌药物靶向特异性，同时增加药物在病变组织内的富集。核酸适配体可体外合成且易于修饰，同时因其带负电荷，在体循环中很少参加非特异性相互作用。它们对靶物质可高亲和力并特异性地结合，使其具有高的穿透性。抗肿瘤药物一般都是在细胞内发挥作用，提高药物摄取量是其有效性的关键。纳米粒子能通过细胞内吞途径进入细胞，如果将核酸适配体连接到纳米粒子表面，药物靶向肿瘤细胞后，可介导内吞发生，有利于提高药物摄取量，这种给药方式成为目前研究的热点。以下综述了核酸适配体在肿瘤靶向治疗中的研究进展。

1 肿瘤标志物

肿瘤标志物(Tumor Marker)是反映肿瘤存在的化学类物质。它们或不存在于正常成人组织而仅见于胚胎组织，或在肿瘤组织中的含量大大超过在正常组织里的含量，它们的存在或量变可以提示肿瘤的性质，借以了解肿瘤的组织发生、细胞分化、细胞功能，以帮助肿瘤的诊断、分类、预后判断以及治疗指导。利用它的这一特性，可以筛选出某一肿瘤标志物的特异性适配体，从而靶向肿瘤细胞，达到诊断和治疗的目的。

1.1甲胎蛋白

甲胎蛋白（AFP）是肝细胞癌定性诊断中最重要的血清肿瘤标志物。利用

SELEX技术筛选出了α-AFP特异性的RNA适配体，并发现其适配体能下调AFP 诱导的细胞中原癌基因的表达。在AFP相关的肝癌中，这特异性的适配体能够作为有效的诊断或者治疗药物。AFP的异质体AFP-L3是肝细胞癌特异性蛋白，对早期肝癌的诊断、发生预警、疗效及预后判断均优于AFP。

1.2 前列腺特异性抗原和前列腺特异性膜抗原

前列腺特异性抗原（PSA）在正常生理条件下，主要局限于前列腺组织内，在血清中浓度很低；当前列腺病变时，血清中PSA浓度升高。血清PSA已经被广泛用于前列腺癌的诊断、分期及治疗后监测，是前列腺癌早期筛查的重要指标。Savory等筛选得到了较于RNA适配体稳定性更高的DNA适配体，其中适配体ΔPSap4#5对PSA的结合力最高。Chen等构建了适配体ΔPSap4#5与金纳米复合物，被DNA适配体修饰的金纳米不能聚集。而存在PSA时，适配体与PSA 结合，使金纳米聚集成较大的粒子，共振光强度增加，利用共振光散射光谱分析来检测血液样本中的PSA。

前列腺特异性膜抗原（PSMA）是一种较前列腺特异性抗原更加敏感和特异的前列腺癌肿瘤标志物，其在前列腺癌和多种实体瘤新形成的血管中会过度表达，而在正常新生血管中无表达。2002年，PSMA的特异性适配体A10第一次报道出来，这些适配体能像抑制剂一样用于临床，也可修饰后靶向到前列腺癌细胞，用于诊断和治疗。Cheng等用聚乳酸-羟基乙酸共聚物包裹紫杉醇，再与适配体A10结合，利用A10对PSMA的特异亲和性，将药物运送到前列腺癌细胞，达到治疗的目的。Min等设了一种通过链霉亲和素相连的双适配体复合物，即能特异性结合PSMA（—）前列腺癌细胞的DUP-1多肽适配体。将阿霉素（DOX）加载到A10 RNA适配体的茎干区域，使阿霉素能被运输到PSMA细胞，而且能诱导各种类型前列腺癌细胞的凋亡。

1.3 黏蛋白1

黏蛋白1（MUC1）是一种Ⅰ型跨膜蛋白，在多种肿瘤中，MUC1异常表达。Tan等人以MUC1的DNA适配体（Apt）作为载体，构建了DOX-Apt复合物，将DOX靶向到MUC1（+）乳腺癌细胞系MCF-7。DOX-Apt复合物经PEG修饰后，既增加了对MCF -7细胞的特异性杀伤作用又增加了正常细胞的存活率，无显著的细胞毒性影响。另有文献报道将紫杉醇（PTX）与MUC1适配体共价结合到PLGA纳米材料表面，构建了适配体-纳米粒子-紫杉醇复合物。与没有适配体的紫杉醇-纳米粒子复合物相比，前者增加了对MCF-7细胞的药物运输作用和细胞毒性。

将MUC1适配体的cDNA、适配体及QDs组装到金电极表面，构建成一种新型的竞争电化学细胞传感器来识别和检测肿瘤细胞。当靶细胞存在的时候，细胞表面过表达的MUC1能与cDNA竞争性结合配体，导致cDNA和适配体组成的双链DNA变性，从电极上释放出Apt-QDs复合物。用电化学溶出法测量QDs 离开电极后的Cd离子浓度，以此来检测靶细胞的存在。通过QDs上的荧光还可以清楚的观察到适配体对靶细胞的识别。

1.4 肌腱蛋白C

肌腱蛋白C是一种细胞外基质糖蛋白，在心脏和动脉损伤、肿瘤血管生成和转移、调节干细胞的行为中有重要作用，在多数实体瘤中高效表达。Hicke等筛