单分子力谱研究核酸适配体与Bel-7404细胞的相互作用

摘要

作为一种新型的能以癌细胞为靶标的识别分子，核酸适配体因其具有高特异性、高亲和力等优点已在生物传感、诊疗等研究领域引起了关注。在这些研究中，核酸适配体通常需要被固定到一个表面上。为了确保固定化的核酸适配体探针对靶细胞的高特异性、高亲和力，核酸适配体的固定化方法起着至关重要的作用。因此，有必要在活细胞水平上研究不同的固定化方法对核酸适配体与靶细胞相互作用的影响。本论文选取人肝癌细胞株Bel-7404为例，利用单分子力谱较为系统地研究了核酸适配体的固定化方法对Bel-7404细胞与其核酸适配体ls2n相互作用的影响,并进一步考察了重金属离子对二者相互作用的影响。内容包括：
　　1．利用单分子力谱研究了核酸适配体的不同固定化方法对Bel-7404细胞与其核酸适配体ls2n相互作用的影响。在近生理条件下，系统地考察了核酸适配体的不同修饰末端（3’端或5’端）、不同延长手臂（T手臂或碳链手臂）、不同交联剂的选择（PEG或戊二醛作为交联剂）对核酸适配体与Bel-7404细胞相互作用的影响。结果表明：(1)与核酸适配体的3’端作为修饰末端相比，核酸适配体的5’端作为修饰末端时核酸适配体与Bel-7404细胞相互作用的结合几率更高，说明5’端作为修饰末端更有利于核酸适配体与Bel-7404细胞结合；（2）与未延长手臂相比，延长T碱基作为手臂均能明显提高核酸适配体对Bel-7404细胞的识别能力。但是延长碳链作为手臂时，仅能略微提高以戊二醛作为交联剂时的核酸适配体与 Bel-7404细胞相互作用的结合几率，而对以 PEG作为交联剂时的二者相互作用的结合几率几乎没有影响，因此 T手臂比碳链手臂更有效；（3）与以戊二醛为交联剂时相比，以 PEG作为交联剂时核酸适配体与 Bel-7404细胞相互作用的结合几率更高。因此，PEG修饰方法比戊二醛修饰方法更优。该研究将为基于核酸适配体的化学生物传感设计提供重要参考。
　　2．利用单分子力谱研究了重金属离子Cd2+、Hg2+对核酸适配体ls2n与Bel-7404细胞相互作用的影响。当 Bel-7404细胞经不同浓度的Cd2+或 Hg2+处理后，考察了核酸适配体与Bel-7404细胞的相互作用情况。结果表明，随着Cd2+、Hg2+浓度的增大，核酸适配体与Bel-7404细胞的结合几率明显下降，但是核酸适配体与细胞的相互作用力增大。这可能是Cd2+、Hg2+影响了Bel-7404细胞的正常生理代谢，进而影响了Bel-7404细胞上的核酸适配体相应靶标的正常表达；或者是Cd2+、Hg2+引起了Bel-7404细胞的结构发生了改变所致。该研究结果有望为复杂体系中生物分子间相互作用的研究提供有价值的参考信息。

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第1章 绪 论

1.1 核酸适配体与靶细胞相互作用的理论研究

1.1.1 核酸适配体与靶细胞相互作用的热力学研究

1.1.2 核酸适配体与靶细胞相互作用的动力学研究

1.1.3 核酸适配体与靶细胞结合位点的研究

1.2 核酸适配体与靶细胞相互作用的应用研究

1.2.1 化学生物传感

1.2.2 诊断和靶向治疗

1.2.3 探寻生物标志物

1.3 本论文拟开展的研究工作

第2章 单分子力谱研究核酸适配体的固定化方法对核酸适配体与Bel-7404细胞相互作用的影响

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 主要试剂和仪器

2.2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 原子力显微镜成像

2.3.2 接触时间对成键几率的影响

2.3.3 核酸适配体的不同修饰末端的影响

2.3.4 T碱基作为延长手臂的影响

2.3.5 碳链作为延长手臂的影响

2.3.6 固定化核酸适配体对Bel-7404细胞识别能力的特异性考察

2.4 小结

第3章 单分子力谱研究重金属离子对核酸适配体与

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 主要试剂和仪器

3.2.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 MTT法考察Cd2+、Hg2+对Bel-7404细胞活性的影响

3.3.2 单分子力谱测定核酸适配体与经 Cd2+作用后的 Bel-7404 细胞的相互作用

3.3.3 单分子力谱测定核酸适配体与经 Hg2+作用后的 Bel-7404细胞的相互作用

3.4 小结

结论

参考文献

附录 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢