核酸適配體-癌癥研究的分子工具

譚蔚泓^1,2

¹分子科學與分子醫(yī)學實驗室，化學生物傳感與計量學國家重點實驗室（湖南大學），湖南大學化學化工學院，湖南大學生物學院，湖南大學分子工程與診療學協同創(chuàng)新中心，湖南，長沙，410082
²美國弗羅里達大學化學系，佛羅里達大學生物納米學中心，醫(yī)學院癌癥中心大腦研究所，美國弗羅里達大學，32611-7200

*Email: tan@chem.ufl.edu

疾病標志物分子探針的發(fā)展有助于更全面的了解疾病的分子機理，但是此類分子工具在醫(yī)藥的臨床應用研究中一直非常匱乏。最近，科學家們發(fā)現了一種新型的分子探針，稱之為核酸適配體。它是由DNA/RNA單鏈構成的核酸分子，可特異性地識別單個蛋白、小分子。基于此，我們首創(chuàng)了以完整的細胞為篩選靶標的核酸適體細胞篩選新方法（Cell-SELEX），該方法簡單、快速、并具有可重復性。通過這種篩選方法，我們得到了多種疾病的核酸適配體探針，并將之用于生物醫(yī)學的前沿研究中，包括癌癥的超靈敏檢測、分子成像、藥物的靶向輸送，尤其是癌癥生物標志物的發(fā)現。這些嶄新的分子工具為分子醫(yī)學和轉化醫(yī)學的更深入發(fā)展建立了一個革命性的科學平臺。本報告將介紹我們在核酸適體研究領域的最新研究進展，特別是在分子工程、癌癥的生物標志物，納米生物醫(yī)學及診療學中的應用。

關鍵詞：核酸適配體；納米生物醫(yī)學；生物醫(yī)學；Cell-SELEX；分子工具；癌癥研究

參考文獻

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The Molecular Foundation of Cancer: A Chemical Biology Approach

Weihong Tan^1,2

¹ State Molecular Science and Biomedicine Laboratory, State Key Laboratoryof Chemo/Biosensing and Chemometrics, College of Chemistry and Chemical Engineering, College of Biology, and Collaborative Innovation Center for Molecular Engineering and Theronastics, Hunan University, Changsha 410082, China
²Department of Chemistry and Dept. of Physiology Functional Genomics, Health Cancer Center and Center for Research at the Interface of Bio/nano, H. Lee Moffitt Cancer Center & Research Institute, UF Genetics Institute and McKnight Brain Institute, University of Florida,Gainesville, FL 32611-7200

A full understanding of the molecular basis of diseases depends on the development of molecular probes able to recognize disease targets of interest. Until very recently, such tools have been absent from the clinical practice of medicine. The newest molecular probe, and one that holds most promise, is a new class of designer nucleic acids, termed aptamers, which are single-stranded DNA/RNA able to recognize specific targets, such as single proteins and even small molecules. Recently, we applied a simple, fast and reproducible cell-based aptamer selection strategy called Cell-SELEX which uses whole, intact cells as the target for aptamer selection. This selection processthen generates multiple aptamers for the specific recognition of biological cells, but without the need for prior knowledge about the signature of target cell-surface molecules. The selected aptamers have dissociation constants in the nanomolar to picomolar range. Thus far, we have selected aptamer probes for many different diseases, and used them to carry out studies at the vanguard of biomedical science, including ultrasensitive detection of tumors, molecular imaging, targeted drug delivery, and, most critically, cancer biomarker discovery. Taken together, these molecular level tools form a solid scientific platform from which to pursue advanced studies in molecular medicine. We will report our most recent progress in this exciting research area, especially in molecular engineering and molecular elucidation of cancer biomarkers and theranostics.

譚蔚泓，中國科學院院士，1993年美國密西根大學博士，現任化學生物傳感與計量學國家重點實驗室（湖南大學）主任，湖南大學化學化工學院、生物學院教授，湖南大學2011分子工程與診療學協同創(chuàng)新中心主任，兼任佛羅里達大學杰出教授。2000年國家杰出青年基金B(yǎng)獲得者、2010年國家973重大科學研究計劃（蛋白質組）首席科學家，2012年國家自然基金會創(chuàng)新群體負責人，2013年度“高等學校學科創(chuàng)新引智計劃”國家化學生物學創(chuàng)新引智基地（“111計劃”）帶頭人。擔任國家自然科學基金委化學部咨詢委員會委員，科技部重大研究計劃專家組成員等。曾任美國《Anal Chem》雜志副主編， 現任由中國化學會和英國皇家化學會共同主辦的“分析化學前沿”雜志主編， 以及JACS, ACS Nano、Chemical Science、中國科學化學，國家科學評論等國內外雜志編委。 譚蔚泓教授在Science、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed. 和Nature系列等國際知名學術刊物上發(fā)表學術論文510余篇，H-index 93，他引28,000多次。2014、2015年入選湯森路透全球高被引研究人員名單。研究成果2013年獲湖南省自然科學獎一等獎，2014年獲國家自然科學獎二等獎。

課題組網址：https://tan.chem.ufl.edu/