老年神經(jīng)退行性疾病與癌癥相關(guān)標(biāo)志物的表面等離子體激元共振與電化學(xué)研究.pdf

1、阿爾茲海默癥(Alzheimer's disease，AD)由于患病率高、早期癥狀不明顯成為老年神經(jīng)退行性疾病中研究較多的一種。目前普遍認(rèn)為AD發(fā)病的主要原因是淀粉粥樣蛋白（amyloid-beta，Aβ）的產(chǎn)生和清除失衡。因此，Aβ及其相關(guān)蛋白的研究可為AD預(yù)防及治療提供重要信息。癌癥是另外一種威脅人類健康的重大疾病。患者體液（如尿液、血液、唾液、腦脊液）中生物標(biāo)志物的濃度變化能反應(yīng)疾病的發(fā)生、發(fā)展進程。因此，疾病標(biāo)志物的檢測可為疾病

2、的預(yù)警、早期診斷以及后續(xù)治療提供重要依據(jù)。
　　表面等離子體激元共振(Surface Plasmon Resonance，SPR)是發(fā)生在金屬和電介質(zhì)界面的一種物理現(xiàn)象。通過檢測芯片表面折射率或厚度變化研究生物分子之間的相互作用。電化學(xué)技術(shù)通過檢測電極表面電活性物質(zhì)的氧化還原而實現(xiàn)待測物質(zhì)的定性及定量分析。電化學(xué)測定時需要電活性物質(zhì)進行標(biāo)記，而SPR檢測具有實時、免標(biāo)記的特點，兩種技術(shù)在一定程度上具有互補性。電化學(xué)與SPR都具有靈

3、敏度高、選擇性好、耗樣量少、并適于復(fù)雜體系分析等特點，在生命科學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文采用SPR與電化學(xué)方法對AD及膠質(zhì)瘤的重要標(biāo)志物進行了定量及定性研究。具體工作如下:
　　1.采用雙通道SPR對AD的重要標(biāo)志物Aβ(1-42)及其結(jié)合蛋白TTR進行了研究。將特異性捕獲腦脊液(CSF)中Aβ(1-42)和TTR的抗體分別固定在SPR兩個通道上，隨后流動注射Aβ(1-42)與TTR標(biāo)準(zhǔn)溶液或腦脊液樣品與復(fù)合物(

4、由親和素和Aβ(1-16)抗體組成）的混合溶液并記錄SPR信號。該方法對Aβ(1-42)和TTR的檢測限分別為4.7pM和1.1nM。且二者在AD病人腦脊液中的濃度均低于健康人。兩種生物標(biāo)志物的同時檢測為AD的預(yù)警及早期診斷提供了重要依據(jù)。此外，確定了CSF中Aβ(1-42)與TTR的作用形式。
　　2.采用可再生的Ni2+-NTA傳感芯片建立了連續(xù)篩選β-分泌酶(BACE1)抑制劑的SPR方法。抑制劑存在下BACE1的活性被抑制

5、，導(dǎo)致BACE1無法剪切芯片表面的多肽，此時流動注射能識別多肽片段的抗體會產(chǎn)生較大的SPR信號;當(dāng)BACE1的活性保持時，可被抗體識別的多肽片段被BACE1切割，導(dǎo)致抗體無法結(jié)合到芯片表面，結(jié)果觀察不到SPR信號。該方法簡單、快速、靈敏、檢測通量高。通過該方法篩選出兩種潛在的BACE1抑制劑，其半抑制濃度(IC50)與酶聯(lián)免疫法(ELISA)和質(zhì)譜等結(jié)果一致。
　　3.利用二茂鐵覆蓋的納米金-親和素復(fù)合物進行信號放大建立了電化學(xué)篩

6、選BACE1抑制劑的方法。當(dāng)BACE1的活性被抑制時，同樣觀察不到任何電化學(xué)信號。該方法可用于BACE1活性的檢測以及篩選BACE1抑制劑的研究。
　　4.通過納米金信號放大建立了靈敏檢測癌癥標(biāo)志物miRNA的電化學(xué)方法。生物素標(biāo)記的miRNA（與靶點miRNA具有相同的序列）與靶點miRNA和電極表面固定的DNA探針發(fā)生競爭反應(yīng)，隨后通過生物素與親和素的相互作用在電極表面引入二茂鐵覆蓋的納米金-親和素復(fù)合物。通過測定二茂鐵的電化