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适配体的筛选方法

2022.11.25

适配体靶标范围广,靶标的大小与可溶性均不同,因此应用 SELEX 技术筛选核酸适配体可以采用不同的具体操作方法。离心沉淀法常用于针对细胞、细菌与病毒的适配体筛选,固相吸附与洗脱技术可以用于可溶性小分子的适配体筛选。适配体筛选的具体方法包括以下几个方面。

基于不同固定介质的筛选方法。硝酸纤维素膜过滤法是一种常用于蛋白质适配体筛选的方法。

Joshi 等基于硝酸纤维素膜设计了一种横向流动色谱装置,结合应用该装置与 SELEX 筛选技术,作者经过7轮正筛和3轮反筛获得了针对鼠伤寒沙门氏菌外膜蛋白(Omp)的高亲和力适配体33和45序列,检出限为10-40 cfu/mL。凝胶柱亦是适配体筛选常见的固定介质。

Tang等基于琼脂糖凝胶树脂应用SELEX 技术筛选获得对红豆毒素具有高特异性与高亲和力的适配体,其解离常数低至几nmoL范围。近些年来,以微孔板为固定介质筛选适配体应用广泛。王立峰等基于微孔板技术筛选获得能与癌胚抗原(CEA)特异性结合的高亲和力适配体序列,研究表明该适配体在肿瘤早期诊断、监测与治疗方面具有重要作用。

荧光磁珠 SELEX(FluMag-SELEX)技术。FluMag-SELEX 是结合应用磁珠与 SELEX技术筛选荧光适配体的一种方法,该方法需要靶标量少且可通过荧光直观测定结合适配体的量。Kim 等应用FluMag-SELEX 技术筛选获得广谱抗炎性药物布洛芬的5条特异性适配体。其中三条是外消旋布洛芬的特异性适配体,另外两条能与外消旋和内消旋布洛芬特异性作用。布洛芬适配体的特异性强,与布洛芬类似物、土霉素均没有结合作用。Xu等应用 FluMag-SELEX 技术筛选获得多氯联苯的特异性适配体,其解离常数为微摩尔级别,且在 0.1 到 100 ng/mL 范围内线性良好。

毛细管电泳SELEX 技术(CE-SELEX)。不同组分间的荷质比存在一定差异,导致物质的电泳迁移率有所不同,从而实现不同组分的分离。CE-SELEX 能在2-4轮内实现高亲和力适配体的筛选,常被用于筛选蛋白质、脂多糖、多肽等大分子物质。Yang等首次利用 CE-SELEX 实现了对小分子物质甲基吗啉的适配体的筛选,经过3轮筛选后获得了8条高亲和力适配体,其解离常数为到几百nM 到几uM,其中两条序列能够催化中卟啉的金属插入反应,催化强度分别为1.7倍和2倍。针对亲和力较弱的适配体与靶标体系存在动态解离平衡这一问题,科研工作者发展了平衡混合物的非平衡毛细管电泳(NECEEM)、平衡混合物的平衡毛细管电泳(ECEEM)和 Non-SELEX 毛细管电泳技术。

Ashley 等应用 Non-SELEX 技术筛选获得过氧化氢酶的适配体,作者应用荧光分光广度计与毛细管亲和力电泳表征了其亲和力与特异性,结果显示适配体对靶标的亲和力比与其他四种蛋白的亲和力高至100倍,也显示了其高特异性。该适配体可应用于生物传感器、免疫印迹与生物标志物鉴定。Ashley 等又基于 NECEEM 和 SELEX 技术筛选获得在自由的三维空间环境的人类瘦素蛋白的适配体,其解离常数为几百 nM。

细胞 SELEX(Cell-SELEX)技术。该方法的主要靶标物质是细胞、细菌或病毒等,操作过程中采用离心、沉淀的方法分离去除未结合适配体,再通过热解离或酶切作用获得特异性适配体序列。

Liang 等针对感染狂犬病毒的活细胞,应用 Cell-SELEX 经过35 轮重复筛选获得了 5 条 DNA 适配体。病毒效价测定与实时定量反转录 PCR 实验均表明筛选获得的 5 条适配体能够抑制狂犬病病毒的复制,为狂犬病感染的治疗提供了一种可能性。

Ninomiya等应用 Cell-SELEX 经过 11 轮重复筛选,获得12条与人类肝癌细胞HepG2 特异性结合的高亲和力适配体,其解离常数范围为19-450 nM。作者分析获得 12 条适配体共有的二级结构,这与 HepG2识别密切相关。该方法可以在靶标性质不明确、结合位点未确定的情况下进行筛选,并且无需制备靶标的复杂过程。


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