核酸适体在药物治疗中的应用
新型核酸药物的研发及其在肿瘤治疗中的应用研究
新型核酸药物的研发及其在肿瘤治疗中的应用研究近年来，研发新型核酸药物成为了生物医药领域的一个热门话题。
尤其在肿瘤治疗中，核酸药物的应用研究越来越受到重视。
本文将探讨新型核酸药物的研发以及其在肿瘤治疗中的应用研究。
一、新型核酸药物的研发1. 传统核酸药物的缺陷在传统的药物研发中，化学合成的小分子化合物占据了主导地位。
然而，随着现代生物学研究的深入，人们逐渐认识到，传统药物的缺陷也渐渐凸显出来。
比如，传统药物的针对性不够强，会导致对正常细胞的损伤；药物的代谢产物有毒性；针对对抗突变细胞的药物可能在应用中出现耐药问题等。
2. 新型核酸药物的种类与传统药物相比，新型核酸药物不仅具备更好的靶向性，而且更适合在肿瘤治疗中应用。
具体来说，新型核酸药物的种类包括：(1) RNA干扰 (RNA interference, RNAi)RNAi是一种独特的靶向基因治疗方法。
这种技术可以通过介导RNA分子的降解实现基因的靶向沉默，从而抑制肿瘤的生长。
近年来，RNAi技术已经被广泛应用于临床前和临床试验，并且取得了一些有前途的研究成果。
(2) 编辑基因 (Gene Editing)编辑基因是一种利用人工合成的DNA序列来对基因进行修饰的技术。
这种技术主要有两种方法：a) CRISPR-Cas9: 利用细菌天然免疫系统中的CRISPR-Cas9技术，人工合成特定的RNA序列，将其送入人类细胞内。
RNA序列可以引导Cas9酶在基因组中切割特定的序列，进一步诱导细胞完成DNA的修改。
b) TALEN: 这种技术利用人工构建的转录激活子样列(nuclease) 来对特定位点的基因进行剪切和修复，从而实现人为调控治疗。
(3) miRNA (micro RNA)miRNA是一种短链RNA，可以直接影响基因的表达。
研究表明，miRNA在肿瘤的发生和发展中发挥了重要的作用。
因此，通过miRNA的介导，能够达到针对肿瘤细胞、靶向性强的治疗效果。
核酸适体在生物医学中的应用分析
核酸适体的内化过程 ， 可以观察 到内化的核 酸适 体可以与铁传
递蛋 白的内涵体相互结合 ， 这就说明核酸适体 能够定向地进入
意义 ， 因此设计 和发展特异性分子探针成为癌细胞早期 检测的 关键 因素 。研究显示 ， 将 前列腺专 一性膜抗 原 （ Ｇ Ｆ Ｂ Ｅ） 的核酸 适体连接到具有近红外 光性 能的量子点上 ， 可以特异性地 检测
医学领域有着 良好 的发展前景 。主要针对核酸适体在生物 医学中的应 用进行分析 。
关键词 ： 核 酸 适 体 ；生物 医 学 ； 应用
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６—８ ５ ５ ４ ． ２ ０ １ ５ ． １ ２ ． １ １ ８
干扰 。而核酸适体 能够 与蛋 白质 进行 特异 性结 合 ， 在不 同温 度、 不 同盐浓度 络合 剂条件 下能 够进 行 特异性 变性 与复 性研
究， 所 以在蛋 白质分析检测 上 的使 用越来 越受 到各方 面重视 。 运用核酸适体能够 通过 Ｇ Ｉ Ｃ方法实施扩增 的特点 ， 增强酶联核 酸适 体诊 断方法 的检测精确度 ， 把 两种不一样 的核酸适体组合
技 术 与 市 场
技术研 发
２ ） １ ５ 年第２ ２ 卷 第１ ２ 期
核 酸 适 体 在 生 物 医 学 中 的应 用 分 析
李诗玉
（ 湖南省 长 沙市雅礼 中学 ， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 核 酸 适 体 是 一 种 经 配 体指 数 富 集 系统 进 化 技 术 筛选 而 出的 一 种 可 以特 异 性 结 合 的 离子 和 分 子 ， 核 酸 适 体 在 生 物
系 已经成为该领域研究 的核 心 问题 。通过观察 癌症细 胞细胞
核酸适配体简介
核酸适配体简介
nucleic acid oligonucleotides aptamers
适配体的类型：
★反义核苷酸链
★随机核苷酸链
反义核苷酸链
通常包含15-20个核苷酸,其碱基组成与它们的 靶序列是互补的。但是在实际应用中, 存在反 义寡核苷酸容易被核酸酶降解、对特定靶位点 的识别不够好、有一定毒性等问题,所以要对 适配体中的核苷酸进行了各种各样的化学修饰。 修饰位点一般在碱基、磷酸骨架等。★
寡核苷酸序列形 成可与配体特异 性共价结合的二 级结构，配体如 氨基酸、多肽、 甚至金属离子都 可以同随机 相互作用Selex技术简介
Selex技术简介
核酸适配体的应用
随着筛选技术研究的发展,越来越多靶分子获 得高亲和力的、高特异性的适配体,并广泛应 用于多个研究领域,特别是分子识别检测领域。 与成熟的抗体实验相比,目前适配体可以补充 抗体性能的不足, 但是不能完全取代抗体。
前景展望
核酸适配体（Aptamer）是一类新型的识别分子。 与单克隆抗体相比，其分子量较低（15-50碱基）， 没有免疫源性和毒性，可通过化学合成制备、结构 改造以及标记，化学稳定性好，能可逆的变性与复 性，可在常温下保存和运输。这些优点使适体有望 取代和超过抗体，在生命分析中起重要的作用 。
基于目前的现状和机遇，我们可以从以下四个方面 开展核酸适体的研究工作： 1.首先根据研究和实际应用的需要，筛选重要的生物 活性分子的适体，从而发展系列的针对特定分子的 分析方法。而不囿于现有适体的缺乏。 2.研究所筛选适体的结构特性，优化、改造适体的结 构，从而进一步缩小适体的分子大小、提高生物稳 定性、增加在复杂生物体系中特异性。 3.针对应用的需要，发展更巧妙、更简便的适体分子 探针；构建方便、实用的检测方法（如目视比色分 析、传感分析、原位成像分析等）。 4.模拟适体分子的结构，设计和筛选小分子量的识别 分子，构建可自由透过细胞膜的小分子探针，用于 生命活体分析。
核酸药物的研究和应用
核酸药物的研究和应用核酸药物是指在人体内起到调控基因表达和蛋白质合成的生物大分子药物。
它通过与特定的靶点相互作用，干扰或改变基因表达和蛋白质合成的过程，从而实现治疗疾病的目的。
核酸药物的研究和应用有着广阔的前景，并为人类医学带来了革命性的进展。
核酸药物的研究始于20世纪50年代，当时科学家们发现DNA和RNA 分子的重要性。
在20世纪80年代，第一批核酸药物开始进入临床试验阶段。
随后，研究人员不断改进核酸药物的设计和传递系统，以提高药物的效力和安全性。
如今，核酸药物已经成为研究的热点领域，广泛应用于肿瘤、遗传性疾病和感染性疾病等多个领域。
在癌症治疗方面，核酸药物起到了重要的作用。
传统的化疗药物往往是通过杀死癌细胞来抑制肿瘤的发展，但同时也对健康细胞造成了损害。
而核酸药物可以通过针对癌细胞特异性的特点，干扰癌细胞的基因表达和蛋白质合成，从而达到治疗的目的。
例如，siRNA和miRNA类的核酸药物可以通过RNAi途径，靶向沉默癌基因的表达，从而抑制肿瘤的生长和扩散。
此外，核酸药物还可以用于增强免疫系统对癌细胞的识别和消灭。
对于感染性疾病的治疗，核酸药物也具有突破性的应用。
例如，在病毒感染方面，通过设计合成特异性的寡核苷酸类药物，可以干扰病毒基因组的复制和转录，从而抑制病毒的复制和扩散。
此外，核酸药物还可以通过抑制宿主基因的表达，干扰病毒的入侵和传播。
例如，siRNA可以通过靶向病毒相关基因的RNA，使其发生降解，从而起到抗病毒的作用。
虽然核酸药物具有巨大的潜力，但目前仍面临一些挑战。
首先，核酸药物的传递系统和药效持久性有待改善。
由于核酸药物本身的不稳定性，需要包装成纳米粒子或通过修饰的载体进行传递，但传递效率和靶向性仍然不够理想。
其次，核酸药物的毒副作用和免疫反应也需要关注和研究。
由于核酸药物的结构和机制与人体正常基因和蛋白质合成有关，因此可能引发非特异性的免疫反应和毒副作用。
此外，核酸药物的大规模生产也面临挑战，需要开发适用于工业化生产的制备技术。
aptamer introduction核酸适配体的介绍
Ito等人利用三碘甲腺原氨酸作为反向筛选物质，获得能特异识别四碘甲腺原氨 酸的核酸适体。
Methods, 2000, 22: ed它们的删减往往会减弱核酸适体的结合 作用。但在有些筛选中，固定序列也可能与中间的随机序列形成一些二级结构从而 干扰核酸适体的筛选。因此，在得到核酸适体序列后还需要进一步的截短实验来确 定核酸适体的核心序列。
1.1 新型分子探针——核酸适体 (aptamer)
核酸适体：能高亲和性结合靶分子的20-50碱基的寡聚核苷酸
“Aptamer”: Latin word “aptus” 适合 + Greek word “meros” 粒子
1.1.1 核酸适体的优点
核酸适体与抗体的性能比较
性能
பைடு நூலகம்
核酸适体
抗体
大小
5-15 KD1.2.2 核酸的种类（1）结构限制性（structurally constrained library）：将随机碱基置于能形成特 定二级结构（如发夹、G-四面体或假结等二级结构）的固定序列中。当知道靶标分 子优先结合某种特定的结构蛋白时或增加所选择的核酸适体的稳
（2）反向筛选（counter selection）是为了获得专一性更强的核酸适体而提出 的，主要是通过一些方法去除能结合与靶分子类似物质的核酸序列。这种方法 首先在筛选茶碱核酸适体的实验中使用。
Jenison等人利用与茶碱结构仅差一个甲基的咖啡因作为反向靶标对茶碱进行筛 选，获得了只结合茶碱而与咖啡基因组中某段感兴趣的核酸序列（50-500 碱基）两端引入用于PCR扩增的固定序列。
1.2.3 核酸适体靶分子的多样性
简 Zn2+ 单 Ni2+ 体 系 金属离子
核酸适体aptamer：一种具有潜力的肿瘤药物“靶向配基”
核酸适体aptamer：一种具有潜力的肿瘤药物“靶向配基”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。
标签：核酸适体；靶向配基；肿瘤药物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（systematic evolution of ligands by exponential enrichment，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Noxxon AG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]。
核酸适配体药物的研究进展
生命科学仪器 2020 第18卷 / 12月刊
核酸适配体药物的研究进展
刘珊，肖楠，王睿，邓玉林，李玉娟*
（北京理工大学生命学院 北京 100081）
摘要：核酸适配体（Aptamer）通常是利用指数富集的配体系统进化技术，从核酸分子库中筛选得到的寡核苷酸片段， 能够与其靶标特异性结合。核酸适配体可用作药物，核酸适配体特异性结合其靶标如蛋白质、多肽、小分子等，从而抑 制其生物学功能，影响其活性，达到治疗疾病的效果。近年来，核酸适配体药物应用于眼部疾病、肿瘤、血液类疾病、 心血管类疾病等诸多领域。本文对已进入临床期或上市的多种核酸适配体药物进行综述，期望为后续核酸适配体药物研 发、临床试验等提供参考。 关键词： 核酸适配体；药物；临床试验；疾病 中图分类号：R917 文献标识码：A DOI:10.11967/2020181202
1、引言
核酸适配体（Aptamer）通常是利用指数富 集的配体系统进化技术（Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX），从 核酸分子库中筛选得到的寡核苷酸片段，能够与 其靶标特异性结合，图1。核酸适配体的靶标广， 包括小分子、多肽、蛋白质、细胞和病毒等[1]。核 酸适配体广泛应用于环境检测中，如对环境微生 物、污染物、病毒、生物素等进行检测[2]。核酸适 配体还可以用于食品工业，检测食品中重金属、 毒素、致病菌等[3]。近年来，核酸适配体在肿瘤的
图1. SELEX筛选过程示意图 Fig. 1 Schematic of the SELEX screening process
2、核酸适配体药物 2.1 抗老年性黄斑变性（AMD）核酸适配 体药物
Research Progress of Aptamer Drugs
适体技术在临床治疗及药物研究中的应用
一
的活性 ， 以达 到 治 疗 目的 。 目前 已被 广 泛运 用 于病毒感 染 、 症 、 癌 自身免 疫 病 、 管性 疾 病 的 血
轮的筛选 ， 经过数轮的筛选与放大， 对大多靶
临床治疗 的研究 ， 并有望成为较为理想 的临床
３０ ２ ５０ ５
基金项 目： 福建省 自然科学基金资助项 目（ Ｏ １０ ７ Ｃ ３０ ３ ）维普资讯 来自・４ ５０ ・
国外医学内科学分册 ２ ０ ０６年 １ ０月第 ３ 第 １ 塑 ３卷ｌ ０
２ １１ 适体 与 ．． 获得性免疫缺陷综合征（ ＩＳ ＡＤ ）
Ｓ Ｌ Ｘ） Ｅ Ｅ 技术 从 人工 体 外 合 成 的 随机 寡 核 苷 酸
序列库中反复筛选得到的能以极高的亲和力和 特 异性 与靶 分子 结 合 的一 段 寡核 苷 酸 序列 ， 适 体 可 以是 Ｒ Ａ、 饰 Ｒ Ａ、 Ｄ Ａ或 ｄＤ Ａ。 Ｎ 修 Ｎ ｓ Ｎ ｓ ｓＮ 适 体 的功 能类 似 于 抗 体 ， 具有 靶 分 子范 但
中 图分 类 号 ：Ｒ ９ ． １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ —３９ ２ ０ ）００４ ４ ３２ １ ０ ４２ ６ （ ０６ １－４ ９ ） ４
适 体 （ ｐａ ｒ ， 源 于 拉 丁 语 ａ ｔｓ 即 ａｔ ｍｅ） 来 ｐｕ ，
序列 的信息 ， 根 据 每一 序 列 与靶 分 子 的亲 和 并 力作进 一 步的定 性 ， 旦序 列确定 下来 ， 一 再用 化 学合成 方法 大量 制备适 体 。 ２ 适 体在 临床治 疗及 药物 开发 中的应 用 目前 ， 因治疗 方 法 主要 涉 及 的核 酸 包 括 基 圈套 Ｒ Ａ（ ｅｏ Ｎ 、 酶及 反义 核酸 等。 Ｎ Ｄ ｃｙＲ Ａ）核