AND逻辑门DNA纳米探针用于胞内酶协同检测和成像的研究-论文-万方医学网

AND逻辑门DNA纳米探针用于胞内酶协同检测和成像的研究

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摘要细胞内关键酶的表达水平与疾病的发生发展密切相关，对细胞内的关键酶进行灵敏和动态的监测能够辅助更加精准的癌症诊断和有效的药物治疗。许多酶在细胞中的表达和功能都具有相关性，对它们进行协同监测能更进一步帮助了解肿瘤进展和药物反应过程中的细胞生物学事件。但现存的相关酶检测方法都具有各自的局限性，常常受制于检测系统复杂的纳米结构和不稳定的信号放大策略，限制了其临床应用。为了构建一种设计简单且不需其他辅酶的智能协同监测策略，本研究开发了一种AND逻辑门策略，用于协同监测在癌细胞中同时上调的相关酶TE和APE1（端粒酶和人源脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶）。在本研究中首次设计使用了一种创新的AND逻辑门DNA纳米探针，能有效避免单一酶产生的相互干扰和背景噪音，保证只在双酶的同时催化下才有一个增强的荧光信号输出。通过控制其中一种酶为辅酶，在体外体系中，这种AND逻辑门策略实现了对另一种酶的高灵敏检测；通过对临床尿液样本中端粒酶的检测，验证了该方法对膀胱癌的诊断潜力。AND逻辑门策略能够在不同的癌细胞系中对双酶进行特定的细胞内成像。更重要的是，与传统的单一靶向策略相比，双酶的AND逻辑门成像明显提高了癌细胞的选择性。此外，这种策略还可以动态监测化疗诱导的化疗抗性期间的酶活性变化。这种简单而智能的策略在疾病诊断、药物预后评估和精确的荧光引导手术等领域具有广阔的前景。