北理工在《Biotechnology Advances》發表毛細管電泳篩選核酸適配體綜述


  近日,北京理工大學生命學院屈鋒教授在生物技術領域頂級期刊《Biotechnology Advances》(IF="12.83)上發表毛細管電泳(CE)篩選核酸適配體(Aptamer)的綜述論文“Evolution" of multi-functional capillary electrophoresis for high-efficiency selection of aptamers”。

  屈鋒教授課題組從事核酸適配體篩選機理研究十余年,研究工作持續獲得5項國家自然科學基金資助。已提出的三種新型篩選模式,使蛋白質的核酸適配體篩選效率顯著提高。論文回顧了核酸適配體及SELEX技術的三十年發展歷史,系統歸納總結了毛細管電泳技術的優勢及在核酸適配體篩選中的應用進展。詳細闡述了毛細管電泳篩選核酸適配體的關鍵核心技術,以及技術發展的演化歷程和最新研究進展,并對核酸適配體篩選技術的普及和實用性進行展望和討論。屈鋒教授為該論文通訊作者,博士生朱超、楊歌為共同第一作者。國家自然科學基金No.21675012, 21874010, 21827810資助。

圖1 SELEX流程圖

  核酸適配體以其靶標廣泛性,高親和力、特異性,低免疫原性、低毒性,化學合成、易修飾等特點,被譽為“化學抗體”。自1990年核酸適配體與SELEX概念提出至今30年,核酸適配體已在生物醫藥、環境、食品受到廣泛關注,是國際前沿的熱點研究領域之一。核酸適配體可作為生物分析、食品和環境檢測的探針分子,還可集成納米器件用于生物成像、疾病診斷,以及作為藥物遞送系統元件或直接作為核酸藥物參與疾病治療。目前,已有10多種核酸適配體相關藥物處以臨床研究階段。核酸適配體具有廣闊的應用空間和產生經濟效益的巨大潛力。

圖2 不同CE-SELEX模式圖

  毛細管電泳(CE)是一種高效分離和快速分析的微量分析技術,可全程監控篩選過程,實現靶標性質評價、靶標-核酸復合物的高效分離與收集,適配體親和力、特異性定性定量分析等多重功能。從常規的CZE-SELEX衍生而來的多模式CE篩選方法,大幅度提升了篩選效率,縮減了適配體篩選的人力、物力與時間。課題組已提出的三種新模式: LpH-SELEX可大幅度提升非結合序列的消除效率,ssCE-SELEX實現了靶標與核酸庫反應比例、時間的在線控制,scCE-SELEX實現多靶標的親和力、特異性同步篩選。針對多尺度靶標的新型CE-SELEX篩選模式正在進行中。后續研究將結合更多的優勢技術與方法,以有效結合位點分析為導向,以實現不同尺度靶標的功能性核酸適配體的精準篩選,以滿足不斷增長的適配體的多領域應用需求。

  原文鏈接為Please cite this article as: C. Zhu, G. Yang, M. Ghulam, F. Qu, Evolution of multifunctional capillary electrophoresis for high-efficiency selection of aptamers, Biotechnology Advances, https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2019.107432

  

附作者簡介:

  屈鋒,北京理工大學生命學院教授、博士生導師。北京市政協委員,海淀區政協委員。農工黨北京理工大學支部主委。北京核酸適配體交叉技術學會理事長,北京色譜學會副理事長,北京理化分析測試協會常務理事,中國色譜學會理事,《Electrophoresis》《色譜》雜志編委、《毛細管電泳年度回顧》專欄作者。研究團隊深耕多模式毛細管電泳在大健康領域分析研究和應用,毛細管電泳分析儀器研制,毛細管電泳-質譜聯用技術等研究方向,在毛細管電泳基礎和應用研究,核酸適配體篩選機理及應用研究領域形成了研究特色。已承擔國家973項目2項,國家自然科學基金7項。近年來,發表學術論文50余篇,授權發明專利9項,申請專利2項。出版譯著《生物分析中的核酸適配體》和《核酸適配體手冊》。

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