[发明专利]一种多价适体功能化DNA纳米结构探针及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多价适体功能化DNA纳米结构探针及其制备方法和应用，所述探针的DNA纳米结构的一侧具有多条DNA核酸适体，能够与循环肿瘤细胞膜表面蛋白受体特异结合；其另一侧具有多个生物素位点，可结合链霉亲和素修饰的磁性颗粒；所述探针由S1、S2、N1、N2、N3、SYL3C共六条DNA单链合成，所述S1、S2、N1、N2、N3、SYL3C的DNA序列分别如SEQ ID NO.1‑6所示。本发明的探针可基于细胞膜表面生物标志物表达水平的不同实现目标细胞识别，本发明的探针合成简单、捕获CTCs效率高、易操作，同时，富集后的CTCs可通过DNA水解酶进行释放，对于CTCs的病理诊断和其他后续研究具有潜在意义。

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种多价适体功能化DNA纳米结构探针及其制备方法和应用。

背景技术

1869年澳大利亚籍医生Ashworth首次在癌症死亡患者血液中发现并提出循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells，CTCs)的概念(Aust Med J,1869,14,146-149)，CTCs是来源于原发性肿瘤或者从转移部位脱落、侵袭并进入血液循环系统的癌细胞。研究表明，血液中CTC数目的多少与癌症患者病情发展有很大关联，所以实时监测血液中CTCs数目变化对于评估癌症转移和疗效十分重要。尽管CTCs检测对癌症的早期诊断具有重要的临床研究及应用价值，但是外周血中的CTC含量极其稀少，研究表明平均每毫升血液中只有1～10个CTCs，而背景血细胞的含量则达到10⁹量级，并且会以不同的形态存在于外周血中，具有很高的异质性，因此给CTCs的捕获与研究带来极大挑战(Lab Chip,2014,14,32-44)。

上皮细胞粘附分子(EpCAM)是一种重要的I型跨膜蛋白，在大多数癌细胞表面过度表达，参与细胞粘附、信号转导等多种生物学过程，可以作为CTCs捕获的靶点。但其在细胞膜表面分布不均，且存在聚集现象，因此，发展能够高效识别EpCAM的探针可以有效提高CTCs的捕获效率。传统的捕获CTCs的方法采用EpCAM相应的抗体对其识别，但抗体结构不稳定，不易保存，且结合能力有限(Progress in Biochemistry and Biophysics 2021,48(1):35-53)。核酸适体具有特异结合相应蛋白的能力，且易于合成、保存和功能化。因此，发展具有多价适体结构的探针对于提高CTCs的捕获效率意义重大。

磁性纳米材料具有独特的光学性能、磁性能、力学性能，并且比表面积大、体积小、易修饰，因此被广泛用于生物样品的富集与分离。DNA纳米结构由于易于功能化且生物相容性好，在生物探针的制备独具优势。但目前适用于高效富集CTCs的多价适体功能化DNA纳米结构探针还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种多价适体功能化DNA纳米结构探针及其制备方法和应用，该探针结构为长条形状，此外该DNA纳米结构一侧具有多条DNA核酸适体，可用于CTCs的高效捕获；另一侧具有多个生物素位点，可有效结合亲和素修饰的磁性颗粒，提高结合效率，实现CTCs的快速分离。该探针可以高灵敏和高选择地捕获循环肿瘤细胞，同时还能够保持CTCs的活性，用于CTCs的病理诊断和其他后续研究。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多价适体功能化DNA纳米结构探针，所述探针的DNA纳米结构的一侧具有一条以上的DNA核酸适体，能够与循环肿瘤细胞膜表面蛋白受体特异结合；其另一侧具有一个以上的生物素位点，可结合链霉亲和素修饰的磁性颗粒；所述探针由S1、S2、N1、N2、N3、SYL3C共六条DNA单链合成，其中，

所述S1的DNA序列如SEQ ID NO.1所示；

所述S2的DNA序列如SEQ ID NO.2所示；

所述N1的DNA序列如SEQ ID NO.3所示；

所述N2的DNA序列如SEQ ID NO.4所示；