纳米材料在乳腺癌分子分型中的应用探究

来源 :东南大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:clgg1976
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近年来,乳腺癌发病率逐年升高,发病年龄趋于年轻化,难治愈、易于复发,已经成为女性罹患癌症的首要类型。乳腺癌是具有高度异质性的恶性肿瘤,临床上通过对相关生物标志物表达量的统计与分析进行乳腺癌分子分型。生物标志物是癌症分子分型的基础,分析、探究生物标志物在不同阶段、不同细胞系间的表达程度及其调控的生理学行为,是细化和拓展分子分型的重要研究方向。与此同时,高速发展的纳米材料,以其优良的光学、电学、磁学、催化及易修饰等特性,在乳腺癌的检测、生物分子分析及靶向治疗方面得到越来越广泛的应用。通过引入抗体、抗原、适配体或者酶等生物分子,可制备出具有特异性识别功能的纳米材料应用于癌症生物标志物或癌细胞的识别、检测及相关生物分子特性的探究。在本论文中,我们通过在纳米材料的制备及修饰中引入生物分子,成功制备了几种具有特异性识别功能的纳米材料,利用其荧光或催化性质,初步探究了适配体稳定的银纳米簇(Aptamer-Ag NCs)及荧光标记适配体在分子分型中的应用;孕激素受体抗体(anti-PR)标记荧光纳米颗粒的靶向行为;Pd/GO复合纳米材料在乳腺癌SNP位点检测中的应用。具体内容如下:1. Aptamer-Ag NCs、荧光标记适配体在乳腺癌分子分型中的应用探究首先,以MUC1适配体为模板利用硼氢化钠还原法制备了适配体稳定的银纳米簇(MUCl-Ag NCs),并将其应用于MCF-7人乳腺癌细胞的特异性识别。实验结果显示:(1) MUCl-Ag NCs保留了MUC1适配体与MUC1蛋白特异性结合的性质,因此可特异性的进入表达MUC1蛋白的MCF-7细胞;(2)由于适配体稳定的Ag NCs (aptamer-Ag NCs)的荧光性质很大程度上不完全依赖于适配体序列,因此很难利用多种aptamer-Ag NCs来联合实现多种乳腺癌细胞的分子分型。基于此,我们又构建了(Aptamer-Biotin)-(Avidin-FITC)体系,生物素(Biotin)修饰的三种适配体(S6、S2.2及SYL3C)分别与三种不同亚型的乳腺癌细胞(MCF-7、SK-BR-3及MDA-MB-231)特异性结合,通过Biotin与异硫氰酸荧光素修饰的亲和素(Avidin-FITC)特异性结合实现信号放大,利用荧光共聚焦显微镜((LSCM))和流式细胞仪分别定性、定量的分析荧光强度,比较三种适配体与三种乳腺癌细胞的结合能力,并用于三种乳腺癌细胞的协同区分。2. Anti-PR标记荧光纳米颗粒在MCF-7细胞中的核靶向行为探究本章内容中主要讨论了anti-PR标记的两种尺寸的荧光纳米颗粒,在MCF-7细胞中的靶向行为,研究PR作为一种核靶点应用于实时动态分子分型技术中的可能性。具体内容如下:利用溶剂热法制备出尺寸4 nm的氨基化荧光碳量子点(CDs),利用微乳液法制备50 nm左右的表面羧基化荧光二氧化硅纳米颗粒(SiO2@FITC-COOH),分别通过NHS/EDC反应接枝anti-PR,得到CDs-(anti-PR)和SiO2@FITC-(anti-PR)两种特异性复合纳米材料。利用LSCM观察CDs-(anti-PR)和SiO2@FITC-(anti-PR)在MCF-7细胞中的靶向行为。实验结果显示:(1)MCF-7在经过4%多聚甲醛固定、曲拉通X-100通透后,CDs-(anti-PR可成功靶向到MCF-7细胞核中与PR抗原结合,而SiO2@FITC-(anti-PR)主要分布在细胞质中;(2)MCF-7细胞在存活状态下,SiO2@FITC-(anti-PR)及CDs-(anti-PR)均只能靶向到MCF-7细胞质中。3. Pd/GO复合纳米材料在电化学检测乳腺癌SNP位点中的应用探究以氧化石墨烯(GO)为载体制备了Pd/GO复合纳米材料,该Pd/GO纳米复合材料表面具有丰富的羧基可以连接氨基化DNA分子,可用于构建“三明治”型三段夹心杂交体系来检测目标DNA片段。此外Pd/GO复合纳米材料具有良好的催化性能,可通过催化镀铜液还原成铜单质来实现信号放大,用于乳腺癌乳腺癌SNP位点的检测。结果表明,对目标DNA片段进行夹心杂交可以很好地区分碱基正错配。对目标DNA序列的检测结果发现,当目标DNA浓度在10μM-1pM时与差分脉冲信号(DPV)信号的峰电流值呈良好的线性关系,利用S/N=3计算其最低检测限(LOD)为4.4×10-13 M。
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