结合诱导DNA组装的核酸探针用于活细胞膜表面EGFR蛋白二聚化成像的研究

The Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR), a cell-surface receptor belonging to ErbB family, is crucial for cancer development. Dimerization of EGFR is heavily involved in EGFR activation. Efficient and sensitive analysis of receptor dimerization in the native environment is highly desirable. In this project, we will develop a ratiometric and real-time approach for imaging EGFR dimerization on living cell surfaces by aptamer recognition, binding-induced DNA assembly and fluorescence resonance energy transfer. In addition, a hybridization chain reaction strategy will be incorporated to further amplify the imaging signal of the low-abundant EGFR dimerization on living cell membranes. Finally, the developed imaging system will be employed to evaluate the efficacy of EGFR inhibitors. Together, this project will benefit the development of cellular signaling researches and drug efficacy evaluation.

表皮生长因子受体（Epidermal Growth Factor Receptor，EGFR）是一种属于ErbB家族的细胞膜受体，与肿瘤的发生发展密切相关。受体二聚化是EGFR信号通路激活的一个关键步骤。因此，发展一种高效、灵敏的方法对EGFR蛋白二聚化进行成像分析具有重要意义。本项目拟将核酸适体作为识别元件，设计基于结合诱导DNA组装策略的核酸探针，实现活细胞膜表面EGFR蛋白二聚化过程的实时比率型成像。此外，进一步结合杂交链式反应，实现活细胞膜表面低丰度EGFR蛋白二聚化的信号放大成像。在成像体系构建的基础上，将其用于EGFR二聚抑制剂的疗效评估。本项目的研究将有望为细胞信号通路研究、药物疗效评价等领域的发展提供新的思路。

本项目按照项目任务书，开展了核酸探针的构建及其用于活细胞膜表面蛋白二聚化成像分析的研究。取得的重要研究成果包括：（1）构建多模块核酸探针，用于活细胞膜表面受体二聚化的调控及成像，实现活细胞膜蛋白的功能调节及对其引发的相关信号转导过程进行成像监测，为细胞生物学研究、药物疗效评价领域的发展提供了新的思路。（2）构建环核酸探针诱导活细胞膜表面蛋白二聚激活，实现小鼠肝损伤修复，拓宽了基于核酸适体的探针在再生医学领域的应用。（3）构建小干扰核酸/槲皮素纳米药物，协同抑制Skp2蛋白，为晚期前列腺癌的RNAi治疗提供了新的思路。本项目研究结果共发表SCI论文4篇，申请发明专利4项，其中授权发明专利1项。