FGFR特异性核酸适体的筛选及在分子标记和靶向药物载体中的应用

Aptamers are nucleic acid based molecules with high affinity and specificity against a wide range of biological targets, and are obtained through in vitro selection from random pools of short DNA or RNA fragments. Thanks to the superior biochemical properties of aptamers' nucleic acid components, aptamers have been widely used in every aspect of biomedical research since the 90s of the last century when aptamers were first developed. Compared to the commonly used antibody based protein drugs and small molecule inhibitors, aptamers exhibit many unique advantages. This project will start with one of the most common abnormal signaling pathways in human cancers, the FGFR pathway, to develop specific aptamers that are able to bind to the extracellular domain of FGFR with high affinities through in vitro selection. These aptamers will be tested for their inhibitory effects on tumor cell proliferation. In addition, we will also explore the potential application of these aptamers as fluorescence probes for detecting FGFR positive tumor cells and as drug vectors in targeted drug delivery for cancer.

核酸适体 (aptamers) 是从体外随机核酸文库中筛选得到的，能与生物靶标高特异性、高亲和力结合的配体。凭借其核酸组成成分的优异生化特性，适体自从上世纪九十年代开始就被广泛的应用于生物医学的各个领域，与普遍使用的抗体类大分子药物和小分子药物相比，适体越来越体现出其独特的优越性。本课题以在人类恶性肿瘤中普遍发生异常活化的成纤维细胞生长因子受体 (FGFR) 通路为切入点，探索适体在药物治疗和疾病诊断等方向的应用价值。本项目将以FGFR胞外区为靶点，通过在细胞层次上的体外富集筛选，获得高亲和力的FGFR特异性结合的核酸适体，并检测这些适体作为抑癌药物对肿瘤细胞生长的影响。同时，将探索这些适体作为荧光探针在特异性检测FGFR阳性肿瘤细胞的应用，以及作为药物载体在靶向抗癌药物治疗中的应用。

核酸适体(aptamers)是从体外随机核酸文库中筛选得到的，能与生物靶标高特异性、高亲和力结合的配体。目前已被广泛应用于生物医学的各个领域，具有不同于多肽类大分子药物和小分子药物的独特优势。本项目以在人类恶性肿瘤中普遍发生异常活化的成纤维细胞生长因子受体 (FGFR) 通路为切入点，以FGFR胞外区为适体结合靶点，构建了一系列用于适体筛选的细胞模型，并在包括细胞和蛋白等不同层次上进行了大规模的适体筛选和活性分析工作。通过对筛选模型和筛选条件的大量优化和摸索，富集了一系列适体核酸分子，并确定了它们的核苷酸序列。虽然由于细胞表面生物大分子成分的高度复杂性以及细胞层次与蛋白层次筛选体系之间的差异，项目最终获得的核酸适体并不能高选择性的与表面带有靶标蛋白分子的细胞相结合，亲和力和特异性不够理想，但在该项目的适体筛选细胞模型的构建过程中，对基于病毒转基因技术的细胞构建方面积累了大量的经验，设计开发了大量包括项目研究关键靶点FGFR在内的上百个激酶细胞模型。这些模型不仅能够作为今后适体筛选工作的重要工具，而且通过大量的药物活性选择性检测，成功地用于课题组的小分子药物机制研究并发表相关论文数篇，证明了这些细胞模型可以大规模的用于基于小分子的抑制剂的开发和筛选，同时也是国内第一家能够提供这种模型检测的平台。与多个国内科研院所的成功科研合作也验证了这一筛选体系的合理性和科学性，对我国靶向药物作用机制的研究以及药物靶点的精准探究具有重要的科学意义。此外，依托该项目已经发表SCI科研论文3篇，申请国内新药发明专利3个。