基于DNA重组技术检测肿瘤细胞及细胞内活性物质的研究

Cancer is a serious threat to human health. The best way to cure cancer is early diagnosis and early treatment. Therefore, development of novel methods to detect cancer with high sensitivity has a great significance. This topic intends to carry out the detection of cancer cells and bioactive molecules. We will design the molecular probes with high specificity and sensitivity employing the nanotechnology and bionic molecule recognition. Recombinant DNA molecules will be constructed using aptamer recognition and signal amplification methods. Based on that, the biosensors with high selectivity can be fabricated and applied in the sensitive detection of cancer cells and bioactive molecules. The proposed study may offer new approaches for early cancer diagnosis.

癌症是严重威胁人类健康的重大疾病，防治癌症的最好办法是早期发现、早期治疗。发展肿瘤高灵敏检测新方法对于癌症的早期诊断具有重要意义。本项目以恶性肿瘤细胞及细胞内活性物质为研究对象，结合纳米技术和仿生分子识别，设计特异性好、灵敏度高的纳米生物探针；结合核酸适体识别和信号放大策略，构建重组DNA分子，制备基于DNA重组技术的生物传感器，实现肿瘤细胞及细胞内活性物质的高灵敏检测，以期为肿瘤的早期诊断提供新的理论依据。

癌症是严重威胁人类健康的重大疾病，防治癌症的最好办法是早期发现、早期治疗。发展肿瘤高灵敏检测新方法对于癌症的早期诊断具有重要的意义。本项目以恶性肿瘤细胞及细胞内活性物质为研究对象，设计了一系列纳米生物探针，并用于肿瘤标志物的检测，所建立的方法灵敏度高、选择性好，在生化分析中将具有广阔的应用前景。.本文主要开展了以下几方面的工作：.1. 基于重组DNA和三螺旋分子探针检测肿瘤细胞的研究。基于基因工程的基本原理构建重组DNA分子，进一步结合纳米技术和三螺旋结构，制备生物纳米探针；基于核酸适配体与肿瘤细胞的特异性识别和增强型绿色荧光蛋白（eGFP）的体外表达，实现了对人B淋巴瘤细胞（Ramos细胞）的高灵敏检测。所建立的方法可用于血清样品中肿瘤细胞的分析，表现出良好的选择性。.2. 循环放大技术结合纳米孔超灵敏检测肿瘤细胞。结合纳米技术和仿生分子识别，制备分子探针；基于核酸适配体与肿瘤细胞的特异性识别，结合工具酶循环放大，生成大量的输出DNA；利用aerolysin纳米孔对输出DNA进行检测，实现了对Ramos细胞的定量分析。信号放大技术与纳米孔的结合能极大的提高检测灵敏度，本方法能够检测到5个Ramos细胞，并可用于分析检测血清样品中的肿瘤细胞。.3. 锁核酸探针结合纳米孔技术用于核酸的高灵敏检测和单碱基错配区分。基于锁核酸与互补链具有高亲和性的性质，设计锁核酸修饰探针，与待测miRNA let-7b互补杂交后利用α-溶血素纳米孔进行检测，实现了具有单碱基错配的miRNA的精确区分，并用于血清样品中let-7b的特异性检测；同时该方法能够用于癌症相关KRAS基因突变的定量检测和具有单碱基错配的基因突变的区分。.4. DNA糖基化酶hOGG1 活性的检测。基于人8-氧桥鸟嘌呤DNA糖基化酶hOGG1对损伤碱基8-氧桥鸟嘌呤（8-oxoG）的特异性识别和切割，结合纳米技术，制备双链DNA底物探针，利用α-溶血素纳米孔对反应产物进行检测，实现了hOGG1活性的高灵敏分析，进一步可用于检测肿瘤细胞内源DNA糖基化酶的活性。