细胞内microRNA高灵敏荧光成像及蛋白递送研究
发布时间：2021-04-11 12:54
癌症严重威胁着人类的健康与生命。早期癌症诊断及有效靶向癌症组织给药在癌症治疗中起着重要的作用,但实现这一目标仍面临巨大的挑战。MicroRNA（miRNA）作为一种重要的细胞调控分子,参与调控包括细胞分化、细胞增殖和细胞凋亡等在内的重要生物过程。其异常表达与癌症、心血管疾病和阿尔茨海默病等各种疾病密切相关,可作为疾病诊断和预后的潜在标志物。由于细胞内miRNA具有序列短、浓度低且序列相似等特征,miRNA的检测仍面临挑战。因此,发展新的高灵敏、高选择性的原位miRNA检测方法具有非常重要的意义。随着纳米科技的快速发展,纳米探针已经被广泛应用于肿瘤细胞成像、癌症早期诊断和肿瘤的治疗中。在癌症的治疗方面,新的药物释放方式受到研究者们越来越多地关注。因此,实现药物的高效靶向运输、可控释放是目前肿瘤治疗研究的热点。DNA纳米材料有空间可寻址性、可编程性、生物相容性好及易于功能化等优势,被广泛应用于药物递送、DNA逻辑门及细胞成像等领域。基于上述分析,我们构建了一系列针对miRNA的多功能生物探针,结合不同的信号放大策略,实现了细胞内miRNA的灵敏原位成像,为癌症的早期诊断提供可靠而有效的新思...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
MiRNA的形成及其生物功能[15]
┗?蛲ü?邢蛞职┗?虿斡胫琢鲂?成，也可作为抑癌基因调控肿瘤的发生和发展[24]。与正常细胞相比，促癌基因在癌细胞内高表达，例如miR-21和miR-155等。而抑癌基因在癌细胞内低表达。例如let-7、miR-15a和miR-34a等。通过提高抑癌基因的表达水平或者降低癌基因的表达水平可以逆转癌细胞的增殖、转移、侵袭和诱导细胞凋亡[24-27]。由于miRNA的序列比较短，在细胞中的含量少，同家族之间序列相似度高，这些特点使它的检测比较困难。因此，高效、精准的检测癌细胞内miRNA的表达水平也成为了近十年来研究的热点。图1.2MiRNAs是癌症的非侵入性诊断标志物[23]。Fig.1.2MiRNAsarenon-invasivediagnosticmarkersforcancer[23].1.1.3MiRNA的常规检测方法由于序列短、丰度低、同族成员之间序列相似等特征，miRNA的分析方法需
第一章绪论5要具有高灵敏及特异性[28]等优势。此外，在miRNA的生物学作用模式中，单个miRNA能够调节多种mRNA序列，并且单个靶基因可以被多个不同的miRNA靶向[29]。因此，实现高通量、高灵敏及高特异性的miRNA检测对充分了解miRNA在疾病诊断中的作用以及提高疾病诊断的准确性十分重要。传统的miRNA检测方法包括Northern印迹法[30]、实时逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）(图1.3）及微阵列芯片[32]。其中，Northern印记法是最早提出的用于系统分析miRNA表达的方法，被视为miRNA检测的黄金标准方法，用于验证新检测技术的数据可靠性。但此分析方法需要大量的生物样本且需要分离富集、特异性和灵敏度低、操作步骤繁琐、低通量、耗时等弊端，不适用于分析检测含量低的miRNA。为此有研究利用锁核酸（LockedNucleicAcid，LNA）探针来取代传统DNA探针以改善检测的稳定性、灵敏度和特异性[33]。此外，也有研究者使用地高辛代替放射性元素标记以降低实验的危险性。尽管有了这些改进，该方法仍旧存在所需样品量大的缺点。微阵列芯片是20世纪90年代早期被开发的一种用于miRNA高通量分析的方法，其能够在短时间内同时定量检测多个样本。但是其灵敏度低、再现性及特异性差且对样品纯度要求较高，从而限制了该方法的应用范围。RT-PCR技术具有灵敏度高、特异性好及检测范围广等特征，被广泛应用于表达水平低miRNA和DNA的定量分析检测。但是此方法需要精确控制温度循环、多种复杂探针的设计及昂贵的仪器，限制了该方法的进一步应用。图1.3实时荧光放大方法检测miRNA[31]。Fig.1.3Real-timequantificationofmiRNA[31].
本文编号：3131292
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
MiRNA的形成及其生物功能[15]
┗?蛲ü?邢蛞职┗?虿斡胫琢鲂?成，也可作为抑癌基因调控肿瘤的发生和发展[24]。与正常细胞相比，促癌基因在癌细胞内高表达，例如miR-21和miR-155等。而抑癌基因在癌细胞内低表达。例如let-7、miR-15a和miR-34a等。通过提高抑癌基因的表达水平或者降低癌基因的表达水平可以逆转癌细胞的增殖、转移、侵袭和诱导细胞凋亡[24-27]。由于miRNA的序列比较短，在细胞中的含量少，同家族之间序列相似度高，这些特点使它的检测比较困难。因此，高效、精准的检测癌细胞内miRNA的表达水平也成为了近十年来研究的热点。图1.2MiRNAs是癌症的非侵入性诊断标志物[23]。Fig.1.2MiRNAsarenon-invasivediagnosticmarkersforcancer[23].1.1.3MiRNA的常规检测方法由于序列短、丰度低、同族成员之间序列相似等特征，miRNA的分析方法需
第一章绪论5要具有高灵敏及特异性[28]等优势。此外，在miRNA的生物学作用模式中，单个miRNA能够调节多种mRNA序列，并且单个靶基因可以被多个不同的miRNA靶向[29]。因此，实现高通量、高灵敏及高特异性的miRNA检测对充分了解miRNA在疾病诊断中的作用以及提高疾病诊断的准确性十分重要。传统的miRNA检测方法包括Northern印迹法[30]、实时逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）(图1.3）及微阵列芯片[32]。其中，Northern印记法是最早提出的用于系统分析miRNA表达的方法，被视为miRNA检测的黄金标准方法，用于验证新检测技术的数据可靠性。但此分析方法需要大量的生物样本且需要分离富集、特异性和灵敏度低、操作步骤繁琐、低通量、耗时等弊端，不适用于分析检测含量低的miRNA。为此有研究利用锁核酸（LockedNucleicAcid，LNA）探针来取代传统DNA探针以改善检测的稳定性、灵敏度和特异性[33]。此外，也有研究者使用地高辛代替放射性元素标记以降低实验的危险性。尽管有了这些改进，该方法仍旧存在所需样品量大的缺点。微阵列芯片是20世纪90年代早期被开发的一种用于miRNA高通量分析的方法，其能够在短时间内同时定量检测多个样本。但是其灵敏度低、再现性及特异性差且对样品纯度要求较高，从而限制了该方法的应用范围。RT-PCR技术具有灵敏度高、特异性好及检测范围广等特征，被广泛应用于表达水平低miRNA和DNA的定量分析检测。但是此方法需要精确控制温度循环、多种复杂探针的设计及昂贵的仪器，限制了该方法的进一步应用。图1.3实时荧光放大方法检测miRNA[31]。Fig.1.3Real-timequantificationofmiRNA[31].
本文编号：3131292
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