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适体技术在肿瘤诊断和治疗中的应用李军;姚朗【摘要】适体(aptamer)是用配体指数富集法系统演化(SELEX)技术筛选获得的能与多种靶分子特异高效结合的单链或双链寡核苷酸,其制备方便、稳定性好、适用范围广,具有很多蛋白质抗体所不具备的优点.适体技术自出现以来受到广泛重视,在生命科学特别是医学领域发展迅速.本文简要介绍适体技术在肿瘤诊断和治疗中的应用进展.【期刊名称】《癌变·畸变·突变》【年(卷),期】2008(020)005【总页数】3页(P418-420)【关键词】适体;配体指数富集法系统演化;肿瘤【作者】李军;姚朗【作者单位】南方医科大学公共卫生与热带医学学院毒理学系,广东,广州,510515;南方医科大学公共卫生与热带医学学院毒理学系,广东,广州,510515【正文语种】中文【中图分类】R730.45适体（aptamer)又叫适配子、适配体，是用配体指数富集法系统演化（systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX)技术筛选获得的能与靶分子专一、高效结合的单链或双链寡核苷酸［1］。
该技术自1990年发明以来，发展迅速，不断完善，已筛选出大量高特异性、高亲和力的适体，并衍生出多种相关技术。
近年来，适体技术逐步应用于肿瘤的检测及治疗方面的研究并取得了丰富的成果。
1.1 复合靶分子SELEX技术（complex target SELEX)复合靶分子SELEX技术筛选的靶是多种靶分子的混合物，或者将各靶分子的特异配体筛选分离后，再经过PCR扩增，循环富集。
Daniesls等［2］用此技术从胶质母细胞瘤的细胞系U251中筛选出了肌腱蛋白-C（tenascin-C，TN-C)的适体，证明了肌腱蛋白在恶性肿瘤中的表达水平较良性肿瘤要高。
1.2 基因组SELEX技术（genomic SELEX)基因组SELEX技术是将待选的基因组制备成一个寡核苷酸文库，从中筛选抗生素、蛋白质、多糖等生物活性分子的天然识别序列。
核酸适配体概况及应用研究进展王慧摘要：适配体泛指具有抗体功能的单股寡核苷酸，其可形成的特殊的立体结构以辨识特定的蛋白质，具有疾病诊断与治疗的应用的潜力。
适配体的产生是借由一种称为SELEX法德人工筛选程序。
适配体在分析化学,在蛋白质组研究、临床医学、药物研发及基因调控等领域已经成为重要的研究工具，本文就适配体的主要应用进行综述。
关键词：适配体筛选应用综述Abstract: “Aptamers” is a unique class of single-stranded oligonucleotides that resemble naturally occurring antibodies.They can fold into unique tertiary conformations for specific recognition of target proteins. Thus, aptamers have great potential for disease diagnosis and therapy. Aptamer is a important research tool of study proteomics,clinical medicine and so on. This review describes the current status and discusses the application of aptamer .Key words:apeamer selection application前言适配体是指利用指数富集的配体进化技术(system aticevolution of ligands by exponential enrichment SELEX)从特定的寡核苷酸库中筛选出能与靶分子特异性结合寡核苷酸(DNA或RNA)。
至今已经筛选出300种以上能够与目标分子结合的适配体,这些目标分子包括酶、生长因子、抗体、转录因子、核苷酸、多肽、抗生素、氨基酸、有机染料以及重金属离子等[1],甚至完整的病毒和病原体以及完整的细胞[2-3]。
●综 述●核酸适配体靶向治疗恶性肿瘤的机制及其特征的研究进展★陈聪盈1，王鸣刚1，袁红霞2，许金苓2，周秉博2，廖世奇２*（1兰州理工大学，甘肃 兰州，730050；2甘肃省医学科学研究院，甘肃 兰州，730050）摘要：核酸适配体是一种单链寡核苷酸，除具有抗体识别功能外，其自身性能也较为独特。
目前，恶性肿瘤的传统治疗方法包括手术、放疗、化疗等，虽可起到一定的效果，但均有不同程度的局限性。
靶向治疗为恶性肿瘤的新型治疗方法，将核酸适配体应用于靶向治疗中，可明显提高治疗效果。
本文综述了恶性肿瘤靶向治疗的优缺点，并分析了核酸适配体的来源、结构特征和特性、与药物结合的方式及其在靶向治疗中的应用和发展趋势。
关键词：肿瘤；靶向治疗；核酸适配体中图分类号：R730.5 文献标识码：A 文章编号：2095-1264（2019）04-0529-06doi：10.3969/j.issn.2095-1264.2019.04.01Advances in the Mechanism and Characteristics of Nucleic Acid AptamersTargeted Therapy for Malignant Tumors ★CHEN Congying 1, WANG Minggang 1, YUAN Hongxia 2, XU Jinling 2, ZHOU Bingbo 2, LIAO Shiqi 2*(1 Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu, 730050, China; 2 Gansu Research Institute of Medical Science, Lanzhou, Gansu, 730050, China)Abstract: Nucleic acid aptamer is a single-stranded oligonucleotide. It not only has antibody recognition function, but also has unique properties. At present, the traditional treatments including surgery, radiotherapy, chemotherapy and so on, have achieved some effects on malignant tumors, but have varying degrees of limitations. Targeted therapy is a new technique for the treatment of malignant tumors. The application of nucleic acid aptamers in targeted therapy can obviously improve the therapeutic effect. In this paper, we reviewed the ad-vantages and disadvantages of targeted therapy for malignant tumors, and analyzed the origin, structure and characteristics of nucleic acid aptamers, the ways of combined drugs and their applications and development trends in targeted therapy.Key words: Tumor; Targeted therapy; Nucleic acid aptamer★基金项目：国家自然科学基金资助项目（81560346）；甘肃省科技计划资助项目 （18JR3RA065/18JR3RA061) ；2017甘肃省卫生行业科研计划资助项目（GSWSKY2017-06）。
药物分析中的核酸适体与靶标的结合研究药物分析是一门重要的研究领域，通过对药物的分析与研究，可以深入了解药物在体内的作用机制，进而优化药物设计与研发。
在药物研究中，核酸适体与靶标的结合研究是一个关键的环节。
本文将探讨核酸适体与靶标的结合机制以及在药物分析中的应用。
一、核酸适体及其结合机制核酸适体是一种能够与特定靶标特异性结合的单链寡核苷酸。
它们通过与靶标的特异性结合，也被称为亲和结合，从而发挥其作用。
核酸适体的结合机制主要包括三种类型：碱基配对、碱基三维折叠和碱基序列识别。
1. 碱基配对核酸适体的碱基与靶标上的碱基通过碱基配对相互结合。
这种结合方式非常特异性，可以使核酸适体与靶标之间形成稳定的结合。
2. 碱基三维折叠核酸适体中的碱基序列通过三维空间的折叠形成特定的结构，从而与靶标的结构相匹配。
这种结合方式可以增强核酸适体与靶标的结合能力。
3. 碱基序列识别核酸适体可以通过识别靶标上的特定碱基序列来与之结合。
这种结合方式非常特异性，可以用于检测和分析靶标的存在与活性。
二、药物分析中核酸适体的应用核酸适体在药物分析中有着广泛的应用。
下面将从药物筛选、药物靶标研究和药物传递三个方面介绍其应用。
1. 药物筛选核酸适体可以作为一种分子工具，用于药物筛选。
通过与靶标的结合研究，可以筛选出与靶标结合能力较强的药物候选物，为药物研发提供可靠的依据。
2. 药物靶标研究核酸适体可以应用于药物靶标的研究。
通过分析核酸适体与靶标的结合机制，可以深入了解药物与靶标之间的相互作用，从而为靶标的功能和调控提供重要信息。
3. 药物传递核酸适体还可以用于药物传递。
通过将药物与核酸适体相结合，可以增加药物的稳定性和生物利用度，从而提高药物的传递效率和治疗效果。
三、核酸适体与靶标的结合研究方法核酸适体与靶标的结合研究可以通过多种方法进行，主要包括：荧光共振能量转移技术（FRET）、核磁共振技术（NMR）、表面等离子体共振技术（SPR），以及荧光染料标记等。
核酸适配体在分子医学中的应用一、简介核酸适配体是一类能与特定的目标分子结合的寡核苷酸或寡肽序列。
它们通过与目标分子结合，进行特异性识别和调控，成为分子医学研究和应用的重要工具。
本文将介绍核酸适配体的概念、结构和制备方法，并重点探讨它们在分子医学领域的应用。
二、核酸适配体的结构与制备2.1核酸适配体的结构核酸适配体由寡核苷酸组成，可以是DN A、R NA或D NA-R NA杂交分子。
核酸适配体的结构通常由两个重要部分组成：结构域和配体域。
结构域为核酸适配体提供稳定的空间构象，而配体域则与目标分子特异性结合。
2.2核酸适配体的制备方法核酸适配体的制备方法主要包括体外筛选和化学修饰两种。
体外筛选通过筛选大规模的核酸库，选取具有特异性结合能力的核酸适配体，常用的筛选方法包括S ELE X法和RN A适配体筛选法。
化学修饰则通过改变核酸适配体的碱基序列或化学结构，增强其结合能力和稳定性。
三、核酸适配体的应用3.1肿瘤治疗核酸适配体在肿瘤治疗中发挥着重要的作用。
通过特异性结合肿瘤细胞表面的抗原，核酸适配体可用于靶向传递药物、放射性同位素或光敏物质，实现肿瘤的精确治疗。
此外，核酸适配体还可作为肿瘤标志物的检测工具，帮助早期诊断和预后评估。
3.2感染性疾病检测核酸适配体在感染性疾病的早期检测中具有巨大潜力。
通过与致病微生物或其产物特异性结合，核酸适配体可用于快速、敏感地检测病原体的存在和数量。
这种检测方法对于迅速控制和防止疫情的扩散具有重要意义。
3.3基因治疗核酸适配体在基因治疗中也有广泛的应用。
通过与目标基因或其调控序列结合，核酸适配体可以调控基因的表达，实现基因治疗的精准性和有效性。
此外，核酸适配体还可用于基因编辑和基因传递载体的构建，为基因研究和治疗提供强大的工具。
四、总结核酸适配体作为一类具有特异性结合和调控能力的分子工具，在分子医学中的应用前景广阔。
通过结合不同的配体域，核酸适配体可以用于肿瘤治疗、感染性疾病检测和基因治疗等领域。
2012年10月第9卷第30期
·专家论坛·
CHINAMEDICALHERALD中国医药导报
肿瘤的靶向疗法是利用特异性“靶向配基”的介导，将药物或其他杀伤肿瘤的物质选择性地运送到肿瘤部位、选择性地杀伤肿瘤细胞以提高治疗效果的一种治疗方法。近年来国内外核酸适体（aptamer）介导的主动靶向给药研究成为热点。核酸适体（aptamer）是经过一种新的体外筛选技术（systematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment，SELEX），从随机单链寡聚核苷酸文库中得到的能特异结合蛋白或其他小分子物质的单链寡聚核苷酸，可以是RNA，也可以是DNA，长度一般为25～60个核苷酸[1]。SELEX技术自Tuerk等[2]1990年发明以来，在临床诊断、靶向药物研制方面得以广泛应用。首个核酸适配体药物“Macugen”[3]由美国FDA在2005年批准上市，成为核酸适配体领域的一个里程碑。美国Achemix、SomaLogic，德国NoxxonAG等多个公司正在开发核酸适配体药物和诊断试剂。肿瘤细胞靶向给药是提高肿瘤治疗效果减少毒副作用的有效途径。将药物偶联于肿瘤细胞特异性配体上是靶向给药的主要方法。核酸能特异性结合细胞并且随之内化，是理想的靶向细胞输送剂。核酸适体“靶向配基”介导或修饰的药物及药物纳米制剂，为主动靶向肿瘤细胞给药系统构建开拓了新方向。本文简要综述适体作为肿瘤药物“靶向配基”的应用研究。1核酸适体作为肿瘤药物“靶向配基”的优势具有高特异性与亲和性“靶向配基”的筛选，是制约主动靶向给药系统研究的瓶颈[4-5]。以往修饰肿瘤药物的“靶向配基”是抗体、多肽和叶酸等分子，但这些配基修饰的靶向药物在实际应用中均存在着难以克服的缺陷。单克隆抗体潜在的免疫原性和制备的困难大大限制了其临床的应用和产业化的进程[4]；叶酸等小分子虽然有诸多优点，但要求病变组织细
胞过多表达叶酸受体，靶向作用才得以实现[4-5]，而核酸适体
却具有以下优点：1.1高亲合力、强特异性
随着体外高通量筛选技术SELEX的发展，筛选出的适体与配体间的亲合力很高。单链寡核苷酸只识别与其互补的空间结构，几乎可以完全避免非特异性结合。1.2靶标普适性
适体与靶标的识别不是碱基配对，而是与靶标在空间结构和构象的匹配，是主动靶向显像及主动靶向治疗的优选分子探针。1.3成本低廉、筛选制备技术成熟
目前细胞-SELEX技术成熟，适体筛选过程已实现自动化[6]；筛选出的适体通过化学合成，纯度高、准确性和重复性
好。适体经适当的化学修饰[7]，稳定性提高，可在常温下长期
保存及运输。1.4无免疫原性
适体在生物体系中不会引发免疫原性，在治疗中无毒性[8]。
在“靶向配基”修饰方面更优于抗体等。1.5受体范围广泛
核酸适体结构的多样性导致其具有从小分子到蛋白质，甚至到细胞的受体[9-10]。
核酸不但是生物体基因信息的储存与传递的载体，而且也具有与蛋白类似的功能。越来越多的研究结果表明功能化核酸参与重要生命过程的调控。2核酸适体在药物“靶向配基”中的应用
2.1核酸适体作为靶向药物
首先核酸适体作为抑制剂能抑制肿瘤生长过程中的相
核酸适体（aptamer）：一种具有潜力的肿瘤药物“靶向配基”
郝兰1袁耿彪2王志刚11.重庆医科大学超声影像学研究所，重庆400010；2.重庆医科大学附属第二医院核医学科，重庆400010
[摘要]核酸适体（aptamer）可描述为化学抗体，是用配体指数富集法系统进化（SELEX）技术筛选获得的单链DNA或
RNA，借其自身形成的空间结构与靶标分子特异性识别，具有靶分子广、亲和力高、特异性强、易改造修饰等特点。本
文简述核酸适体作为肿瘤药物“靶向配基”的应用研究。[关键词]核酸适体；靶向配基；肿瘤药物
[中图分类号]R943[文献标识码]A[文章编号]1673-7210（2012）10（c）-0005-03
Aptamer:Apotentialantitumordrugs"targetedligand"HAOLan1YUANGengbiao2WANGZhigang1
1.InstituteofUltrasoundImaging,ChongqingMedicalUniversity,Chongqing400010,China;2.DepartmentofNuclearMedicine,theSecondAffiliatedHospitalofChongqingMedicalUniversity,Chongqing400010,China[Abstract]Theaptamerisdescribedaschemicalantibody.ItissingleDNAorRNAthatcanbeisolatedagainstbyanit-erativeinvitroprocesscalledsystematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment(SELEX)andcanidentifytargetmoleculesspecificitythroughitsownspacestructure.Theypossessthemolecularrecognitionpropertiesintermsoftheirhighaffinity,strongspecificityandeasymodified.Thispaperdescribestheaptamerapplicationresearchasanantitumordrug"targetedligands".[Keywords]Aptamer;Targetedligands;Antitumordrug
[基金项目]国家自然科学基金（项目名称：多功能超声造影剂分子成像与
治疗基础研究；项目编号：81130025）。[作者简介]郝兰（1964-），女，博士研究生，副教授；研究方向：功能成像剂
研究。
5·专家论坛·2012年10月第9卷第30期
中国医药导报CHINAMEDICALHERALD关靶蛋白。适体AS1411是首先进入临床研究的抑制癌症适体药物，它对肿瘤细胞的作用主要是调节核酶活性，损伤DNA，导致细胞凋亡。Laber等[11]进行了AS1411又称为ARG001临床用药剂量研究，实验表明从1mg/（kg·d）到10mg/（kg·d）晚期肿瘤患者都有治疗效果而且没有任何副作用。应用SELEX筛选技术，Chen等[12]成功得到针对人表皮生长因子受体-3（HER-3）的细胞外部分适体。研究指出其中的适体A30可抑制MCF7人乳腺癌细胞的生长。2.2核酸适体为“靶向配基”的Aptmer-siRNA药物利用RNA干扰技术通过siRNA给药能特异性抑制致病基因的表达，尽管作为药物，siRNA在多种疾病治疗领域有些许研究进展[13]。但siRNA本身不具备对组织或细胞的靶向能力，靶向性仍然是影响该技术应用到临床治疗上的主要障碍[14]。将核酸适体作为“靶向配基”介导siRNA输送，能提高siRNA药物的靶向性。Mcnamara等[15]将核酸适体A10与siRNA连接建立适配体介导的靶向输送siRNA药物，干扰PSMA阳性表达的前列腺肿瘤细胞LNCaP生存所需基因的表达，并且体外观察到，A10-siRNA结合体明显抑制肿瘤细胞的生长。Chu等[16]成功制备了适配子A9，适配子A9较A10具有更强的特异性识别前列腺癌变细胞表面抗原PSMA能力。将A9适配体用生物素-亲和素方法偶联到siRNA链上，构建靶向复合体A9-siRNA，能特异性抑制PSMA阳性表达的前列腺肿瘤细胞LNCaP生长。研究同时指出A9-siRNA偶合体对基因表达抑制作用与A9-脂质体偶合体类似。2.3核酸适体为“靶向配基”的纳米粒时下不同材料纳米粒因其诸多特点：可控释，易修饰，载药性及可工业化生产等，在靶向药物传递系统研究得到关注。Chen等[17]将巯基修饰的核酸适配子（aptmer）偶联到金纳米粒子（AuNPs）表面，制备出朊蛋白特异性的Apt-AuNPs纳米光学探针，并成功应用到细胞表面朊蛋白的光散射成像和电子透射显微成像分析，通过对Apt-AuNPs探针进入细胞的途径研究表明，窖蛋白核酸适配子介导的内吞作用可能是其进入细胞的一个重要途径。Lili等[18]所在课题组首次成功地用（PAH/PSS）2多层膜以及PAH-g-PEG-COOH修饰了BSA纳米粒子，并在粒子表面偶联适体AS1411，得到了同时具有靶向功能和pH响应包埋释放抗癌药物的纳米载体。细胞培养实验证明这种粒子对肝癌细胞靶向性明显，载药后对肝癌细胞毒性增强。将核酸适配体共价结合到纳米药物载体上可显著提升肿瘤靶细胞对纳米载体的吞噬，增强所载抗癌药在体外对肿瘤细胞的杀伤作用。2.4核酸适体为“靶向配基”的脂质体脂质体作为药物载体是通过细胞的高渗透和高保留效应（enhancedpermeabilityandretention，EPReffect）进行被动靶向。以核酸适体为靶向配基的脂质体药物主动靶向运输系统既克服了脂质体被动靶向的低选择性，同时提高了药物的疗效。Cao等[19]将核仁蛋白适体（nucleolin，NCL）偶联到顺铂脂质纳米囊上。用连接NCL-适体的顺铂脂质体制剂作用MCF-7人乳腺癌细胞，存活率仅为40.5%，而未连接NCL-适体的顺铂脂质制剂作用MCF-7细胞，存活率高达88.9%。“靶向配基”NCL-适体大大地提高了药物的化疗效果。Kang等[20]筛选得到了sgc8适体，将适体与包裹了荧光素-右旋糖酐（FITC-Dextran，FD）的脂质体相连构成适体靶向脂质体，用其处理有sgc8受体表达的CEM-CCRF细胞和无sgc8受体表达的NB4细胞共同培养，实验表明该适体靶向脂质体对白血病CEM-CCRF细胞具有高度选择性。2.5核酸适体为“靶向配基”的药物
核酸适体修饰药物是一种理想的靶向肿瘤药物制备策略。适体A10能特异性靶向结合前列腺癌变细胞表面抗原（PSMA）。Bagalkot等[21]将多柔比星扁平的芳香环与核酸适体
A10三维构象中的短链结构通过非共价作用连接，得到了适
体-多柔比星靶向药物。该适体-多柔比星靶向药物对PSMA有阳性表达的前列腺癌LNCaP细胞具有高度的特异靶向作用。Chu等[22]将细胞毒蛋白gelonin与anti-PSMA适体连接，发现其对PSMA阳性的LNCaP表达细胞的毒性比PSMA阴性的PC-3细胞大600多倍。3展望
由于核酸适体独有的特点，适体技术及其应用成为时下研究的热点，并在肿瘤的分子水平显像及应用于肿瘤靶向治疗（核酸适体做“靶向配基”），取得令人鼓舞的成果。国内谭蔚泓等[23]对适体的研究也赢得国内外关注。将适体技术嫁接到微纳米泡的靶向修饰中，有望实现分子水平的靶向显像与靶向治疗。总之，对核酸适体专家学者一致认为：①核酸适体是潜在靶向药物配基，同时能做干扰蛋白质靶标的靶向药物，在创新药物的研制方面具有很大的发展空间。②核酸适体与抗体相比免疫原性小；与基因治疗相比，它可以细胞外或膜蛋白作为靶标，避免必须输运到细胞内的问题。③核酸适体在体内的特异性有待验证，改变筛选条件提高适体特异性。目前核酸适体的肿瘤医学应用国际上还在发展初期，挑战与机遇并存，期盼适体技术在肿瘤的诊断与靶向治疗方面发挥更大的作用。[参考文献][1]EllingtonAD，SzostakJW.InvitroselectionofRNAmoleculesthatbindspecific-ligands[J].Nature，1990，346（6287）：818-822.[2]TuerkC，GoldL.Systematicevolutionofligandsbyexponentialenrich-ment：RNAligandstobacteriophageT4DNApolymerase[J].Science，
