摘要
microRNA(miRNA)的异常表达与各种疾病和遗传疾病的发生和发展密切相关。因此需要灵敏和准确地检测miRNA，特别是监测活体癌细胞中的miRNA表达。然而，由于miRNA在细胞中的丰度较低，且体内环境复杂，所以高效的扩增策略对于细胞内miRNA成像至关重要。针对上述问题，本文采用DNA四面体为基本骨架，通过修饰不同功能化的发夹结构和pH敏感的DNA序列，再结合信号放大策略(杂交链式反应和催化发夹自组装)，实现对肿瘤细胞内miRNA的成像分析。主要内容如下： (1)具有自转移性和抗核酸酶降解的DNA自组装纳米探针已经被开发出来并应用于活细胞生物成像。在这项工作中，我们构建了一个发夹功能化的DNA四面体(HFDT)分子内催化自组装平台，通过催化发夹自组装(CHA)检测低丰度的miRNA。设计的HFDT提高了CHA的反应效率，并在有miRNA的情况下聚集成树枝状结构。这种创新的“从小到大”的策略可以有效地改变生物材料在机体内的分布和性质，从而有效地将其保留在肿瘤内，减少纳米材料的回流，增加其在肿瘤部位的积累，保护其不受复杂生理环境的影响，在肿瘤成像方面具有广阔的应用前景。 (2)设计一种pH敏感的发夹功能化的DNA四面体用于监测活细胞中pH值和miRNA。与传统的DNA四面体纳米探针不同，通过G四联体和i-motif结构作为重要的构象转换元件。受肿瘤细胞内外pH值不同的启发，通过将G四联体结构杂交发夹H1和H2并组装在DNA四面体顶点，形成pH敏感的发夹功能化的DNA四面体(pSHFDT)。由于肿瘤细胞中溶酶体内低pH，pSHFDT之间形成i-motif结构，从而导致聚集并产生树枝状结构，与此同时解离释放发夹H1和H2，在miRNA存在下触发杂交链式反应(HCR)，生成的长链DNA导致荧光恢复。结合DNA的i-motif结构(pH敏感)和HCR的特征，实现肿瘤细胞内低丰度miRNA的成像分析。本文希望构建的这种纳米探针将为肿瘤标志物成像提供一种新的方法，即使是在一般低水平下，也可以使用一个纳米探针，为疾病的早期诊断和治疗提供潜力。
NETL