核酸适配体筛选技术主要研究方向、进展与挑战-分子生物学服务专题-泰克生物-酵母展示服务专家

核酸适配体筛选技术主要研究方向、进展与挑战

适体的介绍

单克隆抗体技术自1975年问世以来，已成为基础科学研究的重要工具，并广泛应用于药物开发、生物传感器等领域，具有深远的医学意义。世界上首个治疗性抗体于1986年被发现，并用于预防肾移植排斥反应。从那时起，许多抗体药物相继问世，成功用于治疗多种疾病，如哮喘。然而，单克隆抗体在疾病治疗中的应用仍然存在一定局限性。特别是对于脂质、碳水化合物和有机大分子的靶向治疗，抗体的亲和力通常较低，而且与药物偶联时的亲和力也容易受到影响。为此，人工配体-适体技术逐渐成为新的研究热点，作为传统单克隆抗体的有效补充，展现了更高的灵活性和广泛的应用前景。

适配体是一类由单链核酸构成的分子，可以特异性地与多种靶标结合。相比传统抗体，适配体具有体积小、合成成本低、结构均匀、易于定制修饰等独特优势。此外，作为核酸模板，它们的稳定性和可控性也使其在药物开发中具有显著的潜力。适配体的应用范围广泛，可以覆盖传统抗体难以识别的小分子、离子等靶标，成为一种有力的人工配体补充方案，逐渐在多个领域崭露头角。

核酸适配体是一类具有高度特异性分子识别能力的单链DNA或RNA分子，经过SELEX技术（系统进化的配体富集技术）在体外筛选得到。这些适配体由20至110个核苷酸组成，其序列包括随机区域和固定区域。通过自我折叠，适配体能够形成具有三级结构的小分子基团，具备高亲和力并能特异性地结合目标分子。

核酸适配体优点：①具有热稳定性高、便于化学合成与修饰、免疫原性低等优点，应用于生物分析、生物医学、生物技术、传感技术等领域。②具有生产时间短、成本低等、高度特异性优点，在骨科领域具有广阔的应用前景。

核酸适配体缺点：筛选费时费力、失败率高、成本高。

适体体外筛选的方法：SELEX

SELEX是一种适体体外筛选的方法，其原理如下：

（1）核酸配体库设计

核酸配体库可以通过化学合成或生物合成的方法制备。

（2）亲和筛选

将核酸配体库与靶分子混合孵育，通过固相吸附、磁珠法、过滤法、凝胶电泳法等方法将核酸/靶分子复合物与游离的核酸序列分离。

（3）洗脱

获得核酸/靶分子复合物，释放出结合靶分子的核酸序列。

（4）PCR扩增

通过PCR进行扩增，得到核酸库便于下一轮筛选。

（5）循环筛选

重复上述步骤进行多轮筛选，以提高结合靶分子的核酸序列占比。

适体筛选技术的示意图模型-泰克生物.jpeg

Fig.1 适体筛选技术的示意图模型

SELEX方法的研究进展

核酸适配体领域发展迅速，SELEX技术的靶标范围从最初的纯化蛋白质和有机小分子已经拓展到细胞、病毒、组织切片、离子等几乎所有类型的靶标。

Negative-SELEX、Counter-SELEX、Subtractive-SELEX是目前筛选技术中提高核酸适配体特异性的常规技术步骤。随着二代测序价格的大幅下降，High-throughput-SELEX的二代测序技术已经是目前核酸适配体筛选进程研究、候选适配体筛选的常规技术步骤。MB-SELEX和Cell-SELEX在蛋白质靶标和肿瘤细胞特异性的核酸适配体筛选中应用极为广泛。琼脂糖凝胶微球-SELEX和MB-SELEX常用于小分子靶标核酸适配体筛。

近年来Capture-SELEX和GO-SELEX的应用越来越广泛，特别是优化的Capture-SELEX。SOMAmer-SELEX需要使用化学修饰的文库；M-SELEX和Particle Display-SELEX需要非商业化的微流控装置；CE-SELEX需要复杂的分离条件优化和装置。这些局限性使这些方法相比上述其他方法的推广应用较少。近些年来，M-SELEX技术的发展趋势是面向集成化、微型化，但是筛选效率还有待提高。CE-SELEX在2004年首次报道以来，陆续报道了一系列改良的方法。

根据SELEX流程中分离结合序列与未结合序列的方法分类，可分为基于磁珠的SELEX、基于文库固定的SELEX、基于微流控技术的SELEX，或者基于毛细管电泳（CE）的SELEX等。

SELEX方法的挑战

适体在与细胞受体结合后内化，成为药物的靶向递送剂。但治疗效果受到固有的物理化学特性的影响，比如代谢不稳定、肾脏快速滤过、从血浆室快速分布到组织(如肝脏、脾脏)、非特异性免疫激活和多阴离子效应。

泰克生物公司已成功完成多个核酸适配体项目，积累了丰富的实践经验和成熟的技术体系，能够为客户提供高效的解决方案。凭借在核酸适配体领域的深入研究，公司不仅在项目实施上取得了显著成绩，还在技术开发和创新上保持领先地位。此外，泰克生物公司还提供一系列定制化服务，包括核酸适配体库的设计与构建、抗体的表达与纯化、亲和力测定、抗体序列分析及后续优化等。通过这些服务，公司能够为客户提供从初步设计到最终产品的全程支持，确保满足不同客户在科研和应用中的个性化需求。

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