本技术涉及分子生物医药技术领域,介绍了一种特异性结合α-突触核蛋白聚集体的核酸适配体及其应用。该核酸适配体通过FluMag-SELEX筛选策略获得,能够特异性识别α-突触核蛋白,为相关疾病的诊断和治疗提供了新的分子工具。
背景技术
帕金森病、路易体痴呆和多系统萎缩是三种与α-突触核蛋白异常聚集密切相关的神经退行性疾病。这些疾病在老年人中尤为常见,对患者的生活质量和社会功能造成了严重影响。帕金森病主要表现为静止性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍等症状。而路易体痴呆则是一种影响认知功能的疾病,患者出现认知障碍、波动性认知障碍、视幻觉和帕金森综合症等症状。多系统萎缩是一种罕见的神经退行性疾病,广泛影响中枢神经系统,导致运动障碍、自主神经功能障碍和小脑性共济失调等症状。尽管这三种疾病的临床表现和病理特征有所不同,但它们都与α-突触核蛋白的异常聚集密切相关。
α-突触核蛋白是一种14kDa可溶性蛋白质,广泛分布于海马体、新皮质、丘脑等区域,对维护神经元膜稳态、调控神经递质的储存与释放、促进细胞自噬及维持线粒体功能等生理过程至关重要。在正常生理条件下,α-突触核蛋白通过与细胞膜结合,发挥调控神经递质囊泡的释放等生理功能。然而,在PD(帕金森病)的病理进程中,α-突触核蛋白经历错误折叠,转化为具有神经毒性的聚集体形态(Alpha-synuclein aggregate)。聚集体形态的α-突触核蛋白不仅能够在细胞内积累,还能通过膜穿透、外泌体传递及胞吐等机制在神经元间传播,进一步诱导健康神经元中的α-突触核蛋白发生聚集病变。α-突触核蛋白的病理聚集可以通过多种机制导致神经毒性,包括破坏细胞结构、干扰细胞功能、引发炎症反应,加速PD的病理进程等。研究α-突触核蛋白聚集体对于深入了解帕金森病和其他神经退行性疾病的发病机制具有重要意义,α-突触核蛋白聚集体的检测也将为相应疾病的早期诊断和预后评估提供重要支持。
近年来,基于核酸适配体的诊断和治疗受到了广泛关注。核酸适配体是基于指数富集的配体系统进化技术(SELEX)从核酸文库中筛选获得能够特异性识别靶标的单链DNA或RNA,一般由15-60个碱基组成,具有分子量小、特异性高、亲和力高、识别靶标广泛以及能批量合成,成本低,稳定性强等优点。这些寡核苷酸片段能折叠成高度特异的结构,与蛋白等目标生物分子结合,类似于抗体的功能。适配体与抗体相比,适配体的特异性和亲和性通常更强,能够与各种靶标物质进行高亲和力和强特异性的结合,包括药物、肽和蛋白质、离子、毒素、低分子量配体、细胞和整个微生物等。其次,适配体较抗体更容易获得,可以通过化学方法合成,避免了复杂的生物生产流程,使得药物筛选流程更加可控。此外,核酸适配体的稳定性优于抗体,利于储存。作为一种新兴的、性能优异的识别配体,核酸适配体在众多领域都得到了有效应用。
FluMag-SELEX技术是一种改进的SELEX方法,它利用磁珠作为固相支持物,简化了适配体的筛选过程。其首先将磁珠与靶物质偶联,然后将随机单链核酸序列库与磁珠-靶物质复合物混合,通过磁分离将结合在靶物质上的核酸序列分离出来。经过多轮筛选和扩增,最终得到与靶物质高度亲和的适配体。磁珠SELEX技术具有许多优点,如操作简便、高通量、可重复性好等,且可以在实验室中进行,能大大提高核酸适配体的筛选成功率。此外,磁珠作为固相支持物,使得适配体的分离和纯化更加方便,同时也减少了实验中的交叉污染。
虽然目前已有α-突触核蛋白低聚物的核酸适配体被筛选出来,但其对α-突触核蛋白聚集体的特异性在实际应用中并不理想,难以特异性区分α-突触核蛋白聚集体和α-突触核蛋白单体,因此有必要结合相关技术进一步筛选出针对α-突触核蛋白聚集体的高特异性核酸适配体。
实现思路