【摘要】：癌癥,也稱為惡性腫瘤,是致死率極高的一類疾病。其難以治愈的原因在于癌細(xì)胞具有增殖失控、侵襲轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)。在癌癥治療方面,常需要更早地提供一些與腫瘤發(fā)展相關(guān)的信息,以便于在對(duì)癌癥患者進(jìn)行個(gè)體化治療,判斷患者的預(yù)后,在為易復(fù)發(fā)和高轉(zhuǎn)移危險(xiǎn)的病例選擇適當(dāng)?shù)妮o助治療時(shí),可以提供有效的依據(jù),從而提高患者的治愈率,生存率。隨著研究的不斷深入,研究者逐漸認(rèn)識(shí)到腫瘤細(xì)胞內(nèi)部基因、蛋白質(zhì)和酶類等細(xì)胞分子間的相互通訊機(jī)制,在腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及腫瘤細(xì)胞的浸潤(rùn)、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)過程中起著重要作用,許多生物分子的變化常會(huì)導(dǎo)致失控的細(xì)胞增殖和凋亡,最終發(fā)生癌變。因此,研究相關(guān)生物分子的表達(dá)以及這些生物分子對(duì)癌細(xì)胞增殖、侵襲等活動(dòng)的調(diào)控,將有助于開發(fā)新的靶向治療藥物,有利于腫瘤的個(gè)體化治療和預(yù)防。目前檢測(cè)這些生物分子的方法主要基于生物學(xué)方法,但這些方法存在操作繁瑣、破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn),不能實(shí)時(shí)觀察生物分子的動(dòng)態(tài)變化。因此,發(fā)展行之有效的方法在活細(xì)胞和活體水平上同時(shí)監(jiān)測(cè)多種生物分子的變化,有助于了解分子間通訊對(duì)細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控作用,對(duì)療效評(píng)估及新藥篩選具有重要意義和實(shí)用價(jià)值!熒光成像分析法因具有快速、無損、可視化檢測(cè)等優(yōu)勢(shì)而成為可視化檢測(cè)活細(xì)胞和活體中生物分子的理想手段。近年來,隨著納米技術(shù)領(lǐng)域研究的不斷開展,納米熒光探針已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于分析化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域。在這些納米材料中,金納米顆粒因其具有獨(dú)特的生物親和力和光學(xué)性質(zhì),在生物分子檢測(cè)、細(xì)胞和活體成像、癌癥檢測(cè)診斷等方面得到了極為廣泛的關(guān)注。目前大多數(shù)的研究只是對(duì)某些生物分子進(jìn)行熒光成像,仍然缺乏對(duì)細(xì)胞分子間通訊進(jìn)行可視化研究的手段。而通過成像檢測(cè)信號(hào)通路中的多個(gè)關(guān)鍵分子,可視化研究分子間通訊對(duì)細(xì)胞活動(dòng)的相關(guān)調(diào)控更是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。為了更好地理解癌癥的發(fā)展機(jī)制、細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控機(jī)制以及更精準(zhǔn)地評(píng)估癌癥的治療效果、更快捷可靠地篩選抗腫瘤新藥,發(fā)展一種熒光納米探針用于可視化研究細(xì)胞中多個(gè)生物分子對(duì)細(xì)胞活動(dòng)的調(diào)控具有非常重要的意義和實(shí)用價(jià)值。本論文基于細(xì)胞中存在的miRNA、mRNA和蛋白酶等多種生物分子,利用金納米顆粒(AuNPs)、分子信標(biāo)(MB)和肽鏈,設(shè)計(jì)合成了一系列不同的新型復(fù)合熒光納米探針,用于細(xì)胞內(nèi)多種關(guān)鍵分子的同時(shí)可視化檢測(cè),根據(jù)這些分子的熒光信號(hào)變化,研究了相關(guān)細(xì)胞性質(zhì)和活動(dòng)的變化,并以此進(jìn)一步評(píng)估了藥物的療效。具體包括:1.基于AuNPs、MB和肽鏈,利用分步組裝的方式,將MB和肽鏈組裝到AuNPs表面,制備了一種多色熒光納米探針。AuNPs能有效猝滅修飾在MB和肽連上的染料的熒光。當(dāng)兩種MBs遇到miR-221和PTEN mRNA靶標(biāo),肽鏈遇到MMP-9蛋白時(shí),MBs的發(fā)夾結(jié)構(gòu)打開,肽鏈被MMP-9切斷,從而導(dǎo)致熒光恢復(fù)。該探針通過同時(shí)可視化監(jiān)測(cè)PI3K/AKT通路中的miR-221,PTEN mRNA和MMP-9的表達(dá)變化,判斷細(xì)胞遷移和侵襲性質(zhì)的變化。這種多色納米探針提供了一種簡(jiǎn)單、無創(chuàng)、即時(shí)和直觀的方式對(duì)細(xì)胞遷移和侵襲進(jìn)行研究,為進(jìn)一步建立有效的靶向治療策略提供了有用的信息。2.構(gòu)建了一種多色熒光納米探針。將MB和肽鏈分步組裝到AuNPs表面,MB和肽鏈上的染料的熒光會(huì)被AuNPs猝滅。當(dāng)遇到增殖標(biāo)志物Ki-67 mRNA和侵襲標(biāo)志物uPA蛋白時(shí),MB和肽鏈的結(jié)構(gòu)被破壞,染料遠(yuǎn)離AuNPs,熒光得以恢復(fù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩種標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)。該探針能夠?qū)υ鲋硺?biāo)志物Ki-67 mRNA和侵襲標(biāo)志物uPA蛋白進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)和成像,可視化研究了乳腺癌細(xì)胞和乳腺癌腫瘤經(jīng)他莫西芬和姜黃素處理后癌細(xì)胞增殖和侵襲性質(zhì)的變化,依據(jù)這些變化對(duì)兩種藥物療效進(jìn)行了評(píng)估。該研究不但為癌細(xì)胞增殖失控、侵襲轉(zhuǎn)移提供了細(xì)胞和活體水平檢測(cè)的新方法,同時(shí)為抗腫瘤新藥的篩選及藥物的療效提供了一種快捷有效地新途徑。3.利用AuNPs、MB和肽鏈發(fā)展了一種復(fù)合熒光納米探針,該探針能夠在活細(xì)胞水平對(duì)EMT的上皮標(biāo)志物E-cadherin mRNA、間質(zhì)標(biāo)志物vimentin mRNA和凋亡標(biāo)志物Caspase-3進(jìn)行同時(shí)可視化地檢測(cè)。MB被設(shè)計(jì)成莖環(huán)結(jié)構(gòu)并修飾了熒光信號(hào)報(bào)告基團(tuán)。在沒有靶分子出現(xiàn)時(shí),MB上修飾的染料熒光會(huì)被AuNPs猝滅,當(dāng)遇到E-cadherin mRNA和vimentin mRNA時(shí),MB的莖環(huán)結(jié)構(gòu)打開,染料遠(yuǎn)離AuNPs,熒光得以恢復(fù)。將連接了熒光信號(hào)報(bào)告基團(tuán)的肽鏈修飾到AuNPs,在Caspase-3存在時(shí),肽鏈識(shí)別單元會(huì)被特異性切斷,末端染料被釋放并遠(yuǎn)離AuNPs,從而使熒光得以恢復(fù)。因而所設(shè)計(jì)的熒光納米探針能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)EMT和凋亡過程的同時(shí)檢測(cè)。根據(jù)二者間的關(guān)系,考察了不同癌細(xì)胞中EMT對(duì)凋亡的作用,并標(biāo)定了 EMT對(duì)藥物療效的影響。該研究不但為腫瘤細(xì)胞EMT和凋亡的同時(shí)可視化檢測(cè)提供了新方法,而且為靶向EMT的腫瘤用藥療效評(píng)價(jià)提供了細(xì)胞水平檢測(cè)的新途徑。4.本文設(shè)計(jì)合成了一種新的Au-Se熒光納米探針,能夠?qū)?xì)胞信號(hào)通路中有上下游調(diào)控關(guān)系的侵襲標(biāo)志物uPA和MMP-9兩種蛋白進(jìn)行實(shí)時(shí)原位檢測(cè)。該探針是基于Au-Se鍵作用,在AuNPs上組裝了可特異性檢測(cè)uPA和MMP-9的兩種肽鏈,當(dāng)遇到uPA和MMP-9蛋白時(shí),肽鏈的結(jié)構(gòu)被破壞,染料遠(yuǎn)離AuNPs,熒光得以恢復(fù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩種蛋白的同時(shí)檢測(cè)。該探針特異性好,反應(yīng)速度快。與以往制備的Au-S熒光納米探針相比,Au-Se探針具有更強(qiáng)的抗高含量GSH干擾的能力,能夠?qū)崟r(shí)原位檢測(cè)兩種蛋白表達(dá)的先后順序,確定二者在信號(hào)通路中的上下游關(guān)系,上游的uPA能夠激活下游的MMP-9蛋白。本文所設(shè)計(jì)的Au-Se熒光納米探針能夠適用于復(fù)雜的生物體系,可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)通路中上下游蛋白分子及調(diào)控關(guān)系的實(shí)時(shí)原位檢測(cè),更為重要的是,該探針也為實(shí)時(shí)原位研究通路中其它信號(hào)分子及調(diào)控關(guān)系提供了新的思路。
【圖文】：

存在［７３１，是介于原子、分子以及宏觀體之間的一種過渡態(tài)，是一種含有有限原子逡逑的新物理形態(tài)。它具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺逡逑寸效應(yīng)和精細(xì)可調(diào)的表面化學(xué)等［７３］（圖１－２）。目前已經(jīng)發(fā)展了各種基于金納米逡逑顆粒的傳感器，這些傳感器被廣泛應(yīng)用于生物檢測(cè)、生物電化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)成像逡逑檢測(cè)等領(lǐng)域１７４，，７５］。首先，金納米顆粒易于制備可直接合成，而且制備的金納米顆逡逑粒在儲(chǔ)存數(shù)月后仍保持物理化學(xué)穩(wěn)定性。其次，金納米顆粒具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，逡逑１３逡逑

Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ邋Ｓｏｑｕｏｎｃｅ邋５邋？／＊ｖＡｖ，＼－ＳＨ－３逡逑（Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ邋ＤＮＡ）逡逑圖１－６基于納米火焰探針用于檢測(cè)與轉(zhuǎn)移相關(guān)的ｍＲＮＡ靶標(biāo)的示意圖逡逑為避免癌癥檢測(cè)中出現(xiàn)的假陽性結(jié)果，研究者一直致力于對(duì)多種腫瘤標(biāo)志物逡逑進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)。唐波課題組基于ＡｕＮＰｓ和ＭＢｓ設(shè)計(jì)的熒光納米探針，實(shí)現(xiàn)了對(duì)逡逑細(xì)胞內(nèi)兩種ｍＲＮＡｓ腫瘤標(biāo)志物的同時(shí)檢測(cè)和成像［｜１２１。將兩個(gè)末端標(biāo)記有染料逡逑的ＭＢｓ分子通過Ａｕ－Ｓ鍵作用修飾到ＡｕＮＰｓ表面，染料由于靠近ＡｕＮＰｓ而使熒逡逑光猝滅。當(dāng)遇到相應(yīng)的ｍＲＮＡ靶分子時(shí)，ＭＢｓ會(huì)與靶分子發(fā)生雜交反應(yīng)，ＭＢｓ逡逑的莖環(huán)結(jié)構(gòu)打開而使染料的熒光恢復(fù)，所制備的雙色熒光納米探針能夠?qū)θ橄侔╁义希保瑰义希慑义?
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R730.2;O657.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前9條

1 黃良民;南海不同海區(qū)葉綠素a和海水熒光值的垂向變化[J];熱帶海洋;1992年04期

2 夏春龍;;原子熒光法測(cè)定糧食中汞含量時(shí)的熒光值漂移問題[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2013年08期

3 陳韻;;原子熒光儀異常熒光值和熒光譜圖對(duì)分析結(jié)果的影響及糾正[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2011年01期

4 孫勁旅,張宏譽(yù),何海娟,王瑞琦;幾種常用的過敏原提取溶液對(duì)戶塵螨放射過敏原吸附抑制實(shí)驗(yàn)熒光值的影響[J];基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床;2005年09期

5 胡悅;劉艷艷;任金瑞;陳蕾;范陽陽;張全芳;陳雪燕;步迅;;牛、羊肉中水貂、豬、鼠混雜成分的多重?zé)晒釶CR鑒定方法的建立[J];農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào);2018年09期

6 李瑜;張振新;;鐵猝滅熒光分析法測(cè)定環(huán)丙沙星的研究與應(yīng)用[J];應(yīng)用化工;2014年05期

7 楊定清,謝永紅,黃惠蘭;氫化物原子熒光光譜法測(cè)定土壤中的鉛[J];西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2003年S1期

8 段妮;王育;;氫化物發(fā)生-原子熒光法中影響空白的因素分析[J];中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志;2012年07期

9 武會(huì)娟;魏玲;劉清s

本文編號(hào)：2663008