靶向乳腺癌的核酸適配體應(yīng)用研究進(jìn)展

岳東芳，張邁鶴，徐兆超，趙海東

(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 乳腺外科，遼寧 大連 116027；2.中國(guó)科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所 生物技術(shù)研究部，遼寧 大連 116023; 3.大連醫(yī)科大學(xué)，遼寧 大連 116044)

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綜 述

靶向乳腺癌的核酸適配體應(yīng)用研究進(jìn)展

岳東芳1,2，張邁鶴3，徐兆超2，趙海東1

(1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 乳腺外科，遼寧 大連 116027；2.中國(guó)科學(xué)院 大連化學(xué)物理研究所 生物技術(shù)研究部，遼寧 大連 116023; 3.大連醫(yī)科大學(xué)，遼寧 大連 116044)

乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，實(shí)現(xiàn)乳腺癌的早期診斷和早期治療意義重大。核酸適配體是經(jīng)過(guò)指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)篩選得到的寡核苷酸序列，在腫瘤診斷及治療方面擁有良好的應(yīng)用前景。本文對(duì)靶向乳腺癌的核酸適配體及適配體作為載體和探針在乳腺癌診療中的作用進(jìn)行綜述。

乳腺癌；核酸適配體；指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)；診斷

乳腺癌是女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，占所有癌癥種類(lèi)的22.9%[1]，也是導(dǎo)致女性癌癥死亡的最主要原因，占所有女性癌癥死亡患者的13.7%[2-3]。目前乳腺癌的診斷方法包括鉬靶、超聲、核磁和乳腺活檢等，但因靈敏度不足使其在癌癥早期很難檢測(cè)出低水平的癌細(xì)胞。乳腺癌治療的發(fā)展更加傾向于精準(zhǔn)醫(yī)療，因此亟待尋找一種高選擇性、高靈敏度和高特異性的乳腺癌診療技術(shù)。近年來(lái)核酸適配體(Aptamer)因其獨(dú)特的生物學(xué)性能成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文對(duì)靶向乳腺癌的核酸適配體及適配體作為載體和探針在乳腺癌診療中的作用進(jìn)行綜述，為乳腺癌的診療提供一個(gè)全新的視角。

1 核酸適配體及其指數(shù)富集的配基系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)

(systematic evolution of ligands by exponential enrichment, SELEX)篩選

1990年，Tuerk等[4]創(chuàng)建了寡核苷酸文庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的體外篩選和擴(kuò)增單鏈DNA 或RNA片段的SELEX技術(shù)。他們利用SELEX技術(shù)篩選出了針對(duì)T4DNA聚合酶并具有良好選擇性和結(jié)合性的RNA寡核苷酸，命名為“適配體”。隨后，核酸適配體(Aptamers)作為一類(lèi)新型的識(shí)別分子日益受到國(guó)內(nèi)外生物化學(xué)、納米材料學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等多學(xué)科研究者的廣泛關(guān)注。核酸適配體是一段短的單鏈寡核苷酸序列(15～40個(gè)堿基)，可以是單鏈DNA(ssDNA)或RNA[5]。適配體通過(guò)自身形成的三維空間結(jié)構(gòu)(例如莖環(huán)、發(fā)夾、假結(jié)體和G-四鏈體等結(jié)構(gòu))和構(gòu)象變化，在靜電、范德華力和氫鍵等非共價(jià)結(jié)合力的作用下，高選擇性、高親和性地與靶分子(無(wú)機(jī)或有機(jī)小分子、肽、核酸、蛋白質(zhì)等)結(jié)合。適配體與靶分子結(jié)合的過(guò)程類(lèi)似于抗原-抗體的結(jié)合反應(yīng)，因此適配體又被稱為"化學(xué)抗體"。但它們由于分子量小及本身的生物學(xué)特性，表現(xiàn)出許多優(yōu)于抗體的性能，在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中具備諸多優(yōu)勢(shì)[6-8]：(1) 高組織滲透性。適配體本身的分子量小于抗體(15～40 kDa)，會(huì)快速地穿過(guò)組織屏障達(dá)到目標(biāo)靶向區(qū)域；(2)高親和力。適配體與靶向分子結(jié)合時(shí)的解離常數(shù)Kd值可達(dá)到納摩爾每升或皮摩爾每升；(3)強(qiáng)穩(wěn)定性。即使是在高溫情況下變性的適配體，也可以在溫度降低的數(shù)分鐘內(nèi)復(fù)性，便于長(zhǎng)期保存；(4)無(wú)免疫原性、無(wú)毒性。適配體是寡核苷酸，不會(huì)被人體的免疫系統(tǒng)識(shí)別，引起免疫反應(yīng)；(5)易于合成和化學(xué)修飾，靶標(biāo)廣泛。正是由于這些優(yōu)于抗體的特點(diǎn)，使得適配體被廣泛應(yīng)用于各種生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，諸如生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，臨床診斷，活體成像及靶向治療等方面。適配體容易被生物體內(nèi)的核酸酶降解并清除體外，導(dǎo)致半衰期短。通過(guò)在磷酸骨架或是核糖2′-位，用氨基或氟基取代羥基，對(duì)2′-O-甲基嘌呤進(jìn)行修飾，3′端加冒修飾都可以提高適配體對(duì)核酸降解酶的抵抗作用[9]。適配體與聚乙二醇或是膽固醇共軛連接，能夠延長(zhǎng)其在生物體內(nèi)的半衰期，增加生物利用度[10]。

2 靶向乳腺癌核酸適配體的應(yīng)用

2.1 靶向乳腺癌核酸適配體(DNA或RNA)的研究進(jìn)展

目前已用于臨床或是處于臨床前試驗(yàn)階段的適配體有很多，雖然靶向乳腺癌的適配體在臨床應(yīng)用中還鮮見(jiàn)報(bào)道，但細(xì)胞和動(dòng)物水平的實(shí)驗(yàn)研究取得了很大的進(jìn)展[11]。已報(bào)道的靶向乳腺癌的適配體見(jiàn)表1。

表1 針對(duì)不同靶點(diǎn)的靶向乳腺癌的適配體

轉(zhuǎn)移性乳腺癌依然占據(jù)乳腺癌患者的主體，近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的研究學(xué)者致力于探索新的途徑提高轉(zhuǎn)移性乳腺癌的診斷和藥物治療。Lee等[8]選擇新的靶點(diǎn)骨膜蛋白，骨膜蛋白是細(xì)胞外質(zhì)基質(zhì)蛋白，在癌細(xì)胞中過(guò)表達(dá)，參與腫瘤的生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移和血管形成，最近的臨床試驗(yàn)表明骨膜蛋白異常的表達(dá)與乳腺癌患者預(yù)后不良有很大的關(guān)聯(lián)性。Lee篩選出了針對(duì)骨膜蛋白的DNA適配體PNDA-3。利用4T1原位乳腺癌小鼠模型證明，PNDA-3降低了原發(fā)腫瘤的生長(zhǎng)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。E-選擇蛋白是一種重要的粘附分子，也參與惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移，在乳腺癌等癌癥中高表達(dá)。研究者們認(rèn)為其可以作為診斷的標(biāo)記物，輔助診斷及預(yù)后的評(píng)價(jià)。ESTA是針對(duì)E-選擇蛋白篩選出來(lái)的新型DNA適配體，與E-選擇蛋白有很高的結(jié)合力[12-13]。Kang等[11]首次報(bào)道了ESTA通過(guò)阻斷E-選擇蛋白與CD44的結(jié)合抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的進(jìn)程。以上的研究通過(guò)選用新的靶點(diǎn)篩選適配體，缺乏針對(duì)乳腺癌的特異性，因此研究者們探索用乳腺癌細(xì)胞作為靶標(biāo)篩選乳腺癌適配體。Li等[14]用SELEX技術(shù)針對(duì)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞篩選出了一組新型的DNA適配體，其中LXL-1展現(xiàn)出了極高的富集，對(duì)轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞具有很高的選擇識(shí)別能力，可以作為分子成像探針用于對(duì)轉(zhuǎn)移性乳腺癌的成像診斷(圖1)。

近年來(lái)針對(duì)HER2的靶向藥物治療取得了突破進(jìn)展，尤其是以曲妥珠單抗(赫賽汀)為代表的靶向藥物在乳腺癌的治療中意義重大。但絕大多數(shù)患者會(huì)產(chǎn)生獲得性耐藥。因此，亟需研發(fā)出針對(duì)HER2的新型靶向分子。HB5是通過(guò)SELEX靶向HER2篩選出來(lái)的DNA適配體，它可以與HER2的一個(gè)抗原表位多肽結(jié)合，Kd值為18.9 nmol/L，也可以與HER2的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域ECD特異性結(jié)合，Kd值為316 nmol/L。HB5適配體展示了與HER2陽(yáng)性的乳腺癌細(xì)胞很強(qiáng)的結(jié)合能力，可以作為研究乳腺癌診斷和治療的新型靶向分子[15]。Chu等[16]為了探究HB5適配體是否可以代替抗HER2抗體對(duì)乳腺癌進(jìn)行診斷。選用HB5適配體對(duì)214例乳腺癌標(biāo)本進(jìn)行染色，與傳統(tǒng)的免疫組織化學(xué)染色方法(immunobistochemistry, IHC)對(duì)比，HB5適配體組的標(biāo)本顯示出了更強(qiáng)的膜染色效果，特別是對(duì)經(jīng)傳統(tǒng)IHC法染色模凌兩可的標(biāo)本。經(jīng)過(guò)滾動(dòng)循環(huán)放大增強(qiáng)(rolling circle amplification, RCA)，HB5染色信號(hào)進(jìn)一步增強(qiáng)。由此得出HB5核酸適配體可以代替抗體作為強(qiáng)有力的輔助工具，應(yīng)用于對(duì)乳腺癌HER2水平的臨床診斷(圖2)。

a:核酸適配體HB5二級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖；b-c:流式細(xì)胞儀測(cè)定FITC標(biāo)記的適配體HB5和隨機(jī)DNA序列對(duì)HER2陽(yáng)性乳腺癌SKBR3細(xì)胞系和HER2陰性乳腺癌MDA-MB-231和MCF-7細(xì)胞系的結(jié)合能力，其中藍(lán)線：SKBR3；紅線：MDA-MB-231；黑線：MCF-7；d：滾動(dòng)循環(huán)放大增強(qiáng)后HER2的表達(dá)；e：適配體HB5和抗-HER2抗體對(duì)乳腺癌組織標(biāo)本的HER2進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色圖2 核酸適配體HB5對(duì)乳腺癌HER2水平的臨床診斷[16]Fig 2 Application of aptamer HB5 in the clinical diagnosis of breast cancer with HER2 expression[16]

隨后佛羅里達(dá)大學(xué)Zhang等[27]通過(guò)細(xì)胞SELEX技術(shù)識(shí)別出一組新的乳腺癌核酸適配體：KMF2-1a,KMF3,KMF9b，可以在納摩爾水平特異性識(shí)別乳腺癌MCF-10AT1細(xì)胞系。研究者通過(guò)熒光染料Cy5.5標(biāo)記的鏈霉素親和素與生物素連接的適配體KMF2-1a交聯(lián)，新的復(fù)合體可以被遞送到靶標(biāo)乳腺癌細(xì)胞，由此認(rèn)為KMF2-1a有作為乳腺癌診斷治療中靶向藥物傳遞的潛能。與此同時(shí)研究者們也在思考能否另外研發(fā)出新的靶向抑制劑，通過(guò)其他的分子機(jī)制途徑抑制癌細(xì)胞的增殖。真核細(xì)胞蛋白質(zhì)翻譯起始因子elF4E是多條信號(hào)通路的中心匯集點(diǎn)，它的活性受到上游Mnks激酶磷酸化的調(diào)節(jié)，激活后的elF4E上調(diào)腫瘤相關(guān)蛋白表達(dá)，促進(jìn)腫瘤的發(fā)生。受此啟發(fā)，西班牙的García-Recio等[18]篩選出了4種靶向MNKs激酶的MNK1b DNA適配體。這種新型的MNK1b 適配體有效抑制了MDA-MB231乳腺癌細(xì)胞的增殖，為適配體的臨床治療應(yīng)用建立了可能。

2.2 核酸適配體修飾分子探針在乳腺癌診斷中的應(yīng)用

核酸適配體本身不具備可檢測(cè)信號(hào)，需要在適配體上修飾一些熒光基團(tuán)或納米粒，例如FAM、FITC、Cy3、Cy5、Rhb6G、量子點(diǎn)(QDs)、金納米粒(AuNPs) 、碳納米管(CNTs)等。具有乳腺癌靶向能力的分子探針，可以在分子水平上識(shí)別乳腺癌細(xì)胞，有望成為乳腺癌診斷的有力工具。Kim等[28]制備出一種適配體探針SE15-8-QDs檢測(cè)乳腺癌。通過(guò)靶向HER2篩選出一種微小RNA適配體(mini-aptamer SE15-8)，通過(guò)鏈霉素親和素-生物素反應(yīng)，將生物素化的SE15-8適配體與親和素化的量子點(diǎn)連接。與ErbB2陰性的癌細(xì)胞株相比，該適配體探針在ErbB2陽(yáng)性的細(xì)胞株中呈現(xiàn)更高的熒光信號(hào)。由此得出SE15-8適配體修飾分子探針可以作為新型顯像劑用于乳腺癌細(xì)胞的檢測(cè)(圖3)。

a：MDA-MB-231;b：KPL-4;c：MCF-7;d：A431圖3 適配體探針SE15-8-QDs特異識(shí)別ErbB2表達(dá)細(xì)胞[28]Fig 3 Aptamer probe SE15-8-QDs specifically recognizes the ErbB2 expressed cells[28]

Cai等[7]研發(fā)出了一種新型熒光傳感器，可以簡(jiǎn)便、敏感的對(duì)MCF-7乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)。這種適配體傳感器由靶向識(shí)別乳腺癌的核酸適配體與光信號(hào)敏感的鑭系元素鋱(Ⅲ)組成，該傳感器的檢測(cè)限低至70 cells/mL，展現(xiàn)出極高的靈敏度。與傳統(tǒng)的比較常見(jiàn)的有機(jī)染料和新興納米探針相比較，鋱(III)和適配體構(gòu)成的探針擁有更穩(wěn)定的光學(xué)性能、良好的生物相容性以及簡(jiǎn)單的合成過(guò)程。他們認(rèn)為這個(gè)適配體傳感器為乳腺癌細(xì)胞和其他生物分子的早期篩查和臨床診斷提供了一個(gè)有價(jià)值的研究方向。另外，韓國(guó)浦項(xiàng)市科技大學(xué)的Jo等[29]首次構(gòu)建了雙重適配體熒光探針，針對(duì)乳腺癌細(xì)胞上特異性靶點(diǎn)HER2和MUC1的兩種適配體修飾二氧化硅納米粒子。與單一的適配體體系相比，更加靈敏的雙重適配體修飾的探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)乳腺癌細(xì)胞的快速識(shí)別和準(zhǔn)確判定，所以針對(duì)乳腺癌的診斷和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，這種新穎的適配體探針可以增加診斷和結(jié)果的確定性。另一項(xiàng)研究在一段RNA單元腺嘌呤核苷酸的兩側(cè)分別連接熒光素和淬滅基團(tuán)，通過(guò)指數(shù)富集配體系統(tǒng)進(jìn)化合成的探針(SELEX)過(guò)程，篩選出新的RNA裂解脫氧核酶(RFDs)熒光探針AAI2-5。探針AAI2-5可以從常乳腺細(xì)胞和其他類(lèi)型的腫瘤細(xì)胞中特異、靈敏的檢測(cè)出MDA-MB-231細(xì)胞株，準(zhǔn)確率達(dá)到90%[30](圖4)。

a：鋱(Ⅲ)修飾的新型熒光傳感器原理示意圖；b：適配體熒光探針AAI2-5反應(yīng)機(jī)制示意圖圖4 適配體傳感器的原理示意圖[8,30]Fig 4 Principle diagram of aptamer sensors[8,30]

2.3 核酸適配體修飾藥物分子用于乳腺癌治療

抗腫瘤藥物因缺乏腫瘤靶向性帶來(lái)的毒副作用限制了其臨床應(yīng)用。此外，抗腫瘤藥物需要在細(xì)胞內(nèi)才發(fā)揮作用。因此，亟需建立靶向藥物裝載體系，提高抗腫瘤藥物主動(dòng)靶向癌細(xì)胞的能力，并通過(guò)介導(dǎo)內(nèi)吞作用，提高抗癌藥物攝取量，增加藥效。目前已經(jīng)被成功用到藥物傳遞中的適配體是抗前列腺特異性膜抗原的適配體(anti-PSMA aptamer)，可以用于傳遞化療藥物及其他細(xì)胞毒性藥物(多花白樹(shù)毒蛋白和核糖體毒素)，例如利用量子點(diǎn)-阿霉素共軛物裝載適配體靶向前列腺癌細(xì)胞[31]。

適配體可以通過(guò)直接或間接方式與藥物結(jié)合，形成靶向藥物遞送系統(tǒng)。非共價(jià)直接嵌入方式是指將藥物直接嵌入核酸適配體，利用適配體遞送入細(xì)胞。這種方式無(wú)需對(duì)適配體和藥物進(jìn)行化學(xué)修飾，并且可以保持兩者的生物學(xué)性能。Liu等[17]為了評(píng)估HB5適配體是否可以選擇性的運(yùn)載藥物至HER2陽(yáng)性的乳腺癌細(xì)胞，將阿霉素(doxorubicin, DOX)嵌入HB5適配體中形成適配體HB5-阿霉素復(fù)合體(Apt-DOX)。結(jié)果顯示Apt-DOX復(fù)合體可以有效辨別出HER2陽(yáng)性和陰性的乳腺癌細(xì)胞，并對(duì)陽(yáng)性細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用，同時(shí)降低對(duì)陰性細(xì)胞的毒副作用，因此認(rèn)為HB5適配體可以作為藥物傳遞的靶向配體用于HER2陽(yáng)性乳腺癌的靶向治療。相類(lèi)似的，臺(tái)灣大學(xué)的Shieh等[21]和美國(guó)奧爾巴尼大學(xué)的Cohen等[22]都利用核酸適配體AS411，一種富含G的磷酸二酯寡核苷酸，在癌細(xì)胞內(nèi)特異結(jié)合核仁蛋白，目前作為抗癌試劑用于Ⅱ期臨床試驗(yàn)階段，與卟啉化合物TMPyP4和卟啉光敏劑TMAP形成的嵌合物作為藥物運(yùn)載系統(tǒng)靶向MCF-7乳腺癌細(xì)胞。與正常細(xì)胞相比，適配體嵌合物在乳腺癌細(xì)胞中高度富集，并對(duì)乳腺癌細(xì)胞有更強(qiáng)的光損傷效果(圖5)。之后，一些研究者成功構(gòu)建出AS411適配體結(jié)合裝載紫杉醇和阿霉素的納米顆粒形成的復(fù)合物用于乳腺癌的靶向藥物治療[23-24]。

a：Apt-TMP復(fù)合體結(jié)構(gòu)模型和反應(yīng)機(jī)制示意圖；b：流式細(xì)胞儀檢測(cè)游離TMPyP4和Apt-TMP復(fù)合體在MCF-7細(xì)胞和M10細(xì)胞內(nèi)孵育2h后細(xì)胞內(nèi)分布情況；c：Apt-TMP復(fù)合體的光損傷作用對(duì)兩種乳腺癌細(xì)胞的影響圖5 核酸適配體AS411作為藥物運(yùn)載系統(tǒng)靶向MCF-7乳腺癌細(xì)胞[21-22]Fig 5 Aptamer AS411 as a drug delivery system targets MCF-7 breast cancer cells[21-22]

另外，還可以對(duì)適配體進(jìn)行化學(xué)修飾，例如連接納米粒子作為藥物傳遞系統(tǒng)。最近，具有抗腫瘤性質(zhì)的，可以在溶酶體內(nèi)降解HER2的DNA適配體(HApt)被報(bào)道用于胃癌N87細(xì)胞系[19]。HApt適配體既具有靶向作用又兼具治療能力，可以在細(xì)胞表面誘導(dǎo)HER2的交叉反應(yīng)，將HER2從漿膜層運(yùn)送到胞質(zhì)空泡內(nèi)被酶消化降解。HER2水平的下調(diào)通過(guò)改變細(xì)胞的增殖和下游信號(hào)通路誘發(fā)細(xì)胞的凋亡。美國(guó)西北大學(xué)的Lee等[20]構(gòu)建了金納米顆粒裝載適配體HApt復(fù)合物作用于乳腺癌細(xì)胞。與游離的HApt適配體相比，內(nèi)化的納米結(jié)構(gòu)提高了DNA適配體的靶向效率，加速了HER2的降解，為研發(fā)新的靶向藥物運(yùn)輸系統(tǒng)提供了新的視角。Thiel等[32]選擇和確定出了一連串的針對(duì)HER2的RNA適配體，可以特異性識(shí)別HER2陽(yáng)性乳腺癌細(xì)胞并且有效地內(nèi)化。此外他們將HER2適配體-Bcl-2-siRNA嵌合體作用在乳腺癌細(xì)胞中，發(fā)現(xiàn)該嵌合體選擇性地在HER2陽(yáng)性細(xì)胞內(nèi)化，使得Bcl-2基因表達(dá)沉默，降低了Bcl-2基因的表達(dá)，使得HER2陽(yáng)性細(xì)胞恢復(fù)了對(duì)低劑量化療藥(順鉑)的敏感性。MUC1蛋白是粘蛋白家族(Mucins)的一員，在癌細(xì)胞中表達(dá)的量是正常細(xì)胞表達(dá)的10倍以上。與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。S2.2是靶向MUC1蛋白篩選出來(lái)的核酸適配體，可以與MUC1蛋白特異性結(jié)合。Wu等[6]將S2.2適配體裝載到AU-Ag合金納米粒子上，該復(fù)合體可以特異性靶向識(shí)別人乳腺癌MCF-7細(xì)胞，但對(duì)MUCI陰性的MCF-10A乳癌細(xì)胞，HepG2肝癌細(xì)胞無(wú)識(shí)別作用。此外，S2.2-AU-Ag 納米復(fù)合物還以非常低的輻照功率密度(0.25 W/cm2)對(duì)MCF-7乳癌細(xì)胞進(jìn)行光熱療，但對(duì)正常細(xì)胞和組織無(wú)殺傷作用。S2.2適配體連接到裝載紫杉醇的納米顆粒上(PTX-Apt-NPS)提高了藥物靶向運(yùn)輸能力和對(duì)乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞毒作用(圖6)[25]。適配體MUC1-5TR-1通過(guò)生物素與鏈霉親和素的修飾與C1q蛋白結(jié)合形成的嵌合體可以在MCF-7乳腺癌細(xì)胞表面形成膜攻擊復(fù)合物，誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡，起到免疫治療作用[26]。

a：MUC1適配體S2.2-spacer結(jié)構(gòu)示意圖；b：乳化蒸發(fā)法制備PTX-Apt-NP復(fù)合體的過(guò)程;c：熒光共聚焦顯微鏡掃描圖像檢測(cè)乳腺癌MCF-7細(xì)胞攝取Apt-NPs (上行)或NPs(下行);d：PTX封裝Apt-NPs體外藥物釋放;e：NP, PTX,PTX-NP,PTX-random-NP,PTX-Apt-NP細(xì)胞毒性測(cè)定,MCF-7(左)和HepG2細(xì)胞(右)。圖6 S2.2適配體裝載紫杉醇納米顆粒對(duì)乳腺癌細(xì)胞的細(xì)胞毒作用[25]Fig 6 Cytotoxic effect of S2.2 adapter body loaded nanoparticles taxol on breast cancer cells[25]

3 結(jié)論與展望

盡管適配體有諸多優(yōu)于抗體的性能，但仍存在一些不足之處如：適配體會(huì)被核酸酶降解導(dǎo)致過(guò)快的清除；篩選適配體的SELEX技術(shù)過(guò)程冗長(zhǎng)；仍不能篩選出更具親和力的適配體[33-34]。正因這些不完善的性能，限制了其在臨床中的應(yīng)用。由此我們可以著眼于采用非SELEX技術(shù)篩選出新的特異靶向乳腺癌的適配體、不斷優(yōu)化適配體性能、提高穩(wěn)定性、延長(zhǎng)半衰期、改進(jìn)修飾基團(tuán)等方面來(lái)設(shè)計(jì)出新的高性能的熒光探針和藥物裝載體。近年來(lái)，熒光引導(dǎo)手術(shù)(fluorescence-guided surgery, FGS)借助熒光探針的高選擇性，定點(diǎn)標(biāo)記腫瘤細(xì)胞，幫助醫(yī)生術(shù)中實(shí)時(shí)識(shí)別腫瘤，獲得腫瘤的完整形態(tài)，確保對(duì)腫瘤邊緣的精準(zhǔn)判定[35-36]。2006年德國(guó)杜塞爾多夫海涅大學(xué)的Stummer教授等[37]利用5-氨基乙酰丙酸鹽(5-ALA)研發(fā)了惡性腦膠質(zhì)瘤的熒光引導(dǎo)手術(shù)技術(shù)；2011年荷蘭格羅寧根大學(xué)的Van Dam等[38]首次利用熒光引導(dǎo)手術(shù)對(duì)人卵巢癌進(jìn)行了手術(shù)切除。隨著適配體的發(fā)展，研究者們將關(guān)注轉(zhuǎn)向了利用適配體作為靶向基元構(gòu)建熒光引導(dǎo)手術(shù)。AS1411適配體交聯(lián)金納米顆粒構(gòu)成熒光探針(AS1411-DA-AuNPs)[39]，通過(guò)共聚焦顯微鏡，用乳腺癌細(xì)胞系MCF-7評(píng)估探針熒光成像的靶向性，效果顯著。此外，構(gòu)建了熒光引導(dǎo)CL1-5肺癌細(xì)胞系小鼠腫瘤手術(shù)技術(shù)平臺(tái)，尾部注射熒光探針(AS1411-DA-AuNPs)，在小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)(IVIS)下，對(duì)腫瘤進(jìn)行了實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的切除。雖然是在肺癌腫瘤模型下進(jìn)行的適配體熒光引導(dǎo)手術(shù)，但在不遠(yuǎn)的將來(lái)，適配體熒光引導(dǎo)手術(shù)也可能會(huì)用在乳腺癌的臨床應(yīng)用中，這將成為另一個(gè)新的研究方向?？傊怂徇m配體未來(lái)在乳腺癌診斷成像、靶向治療及熒光引導(dǎo)手術(shù)方面有很大的應(yīng)用前景。

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Application of aptamers in targeted breast cancer treatment

YUE Dongfang1,2, ZHANG Maihe3, XU Zhaochao2, ZHAO Haidong1

(1.DepartmentofBreastDiseases,theSecondAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116027,China; 2.KeyLaboratoryofSeparationScienceforAnalyticalChemistry,DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Dalian116023,China; 3.DalianMedicalUniversity,Dalian116044,China)

Breast cancer is the most common malignant tumors in women around the world, which causes serious damage to women's health. Therefore, it has the great significance to achieve early diagnosis and treatment for breast cancer. Aptamers are oligonucleotide sequences screened for the systematic evolution of ligands by exponential enrichment (SELEX) and have good application prospect in cancer diagnosis and treatment. In this paper, we review aptamers targeted breast cancer therapy to explore the role as a carrier or probe in the diagnosis of breast cancer and to provide a new perspective for breast cancer diagnosis and treatment.

breast cancer; aptamers; SELEX; diagnosis

10.11724/jdmu.2017.02.17

岳東芳(1993-)，女，七年制學(xué)生。E-mail:1289089797@qq.com

趙海東，教授。E-mail:z.hddl@hotmail.com

R73-34

A

1671-7295(2017)02-0181-08

岳東芳，張邁鶴，徐兆超，等.靶向乳腺癌的核酸適配體應(yīng)用研究進(jìn)展[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2017,39(2)：181-188,192.

2016-11-02；

2017-03-28)