SELEX是什么意思EX在线翻译读音例句

生物化学与生物物理进展Progressin

Biochemistryand占南Physics，2006，33(4)：329-335

www．pibb．ac．cnP11]L]

SELEX技术及Aptamer研究的新进展

邵宁生o’李少华1’黄燕苹2’

(1’军事医学科学院基础医学研究所t北京1008504中国人民武装警察总医院r北京100039)

摘要综述了近几年指数富集的配体系统进化(SELE竭技术的改良与寡核苷酸配基Optamor)研究应用方面的新进

展．

Aptamer是指利用SELEX(systeraaticevolution

ofligandsbyexponentialenrichmelit)技术，从随机寡核苷酸文库中筛选

获得的能够与靶分子特异结合的短单链寡核苷酸配基，通常具有纳摩尔到皮摩尔的亲和力．高通量筛选的技术特点与

aptamer精确

识别、易体外合成与修饰等特性，使得aptamer在分析化学与生物医药研究方面具有广阔的应用前景．

关键词指数富集的配体系统进化(SELEX)，寡核苷酸配基(aptame0，高通量筛选

学科分类号Q782

指数富集的配体系统进化(SELEX)技术r埘的

SELEX技术和aptamer的研究不断受到新的挑战

与基本原理就是利用分子生物学技术，构建人工合成更新．经过15年的发展，SELEX技术不断得

到改的单链随机寡核苷酸文库，其随机序列长度在进与完善，实现了筛选流程的自动化、筛选

形式的

20～100个碱基左右．将随机寡核苷酸文库与靶分

多样化、筛选结果的快速化，aptamer也

有了多种子相互作用，保留结合的寡核苷酸配基(aptamer)，

应用形式．

经反复扩增、筛选数个循环，即可使与该靶分子特

1新近出现的改良SⅡ．Ex技术

异结合的寡核苷酸序列得到富集，由于单链随机寡

核苷酸片段特别是RNA结构灵活易变，三维构象1．1自动化SELEX

复杂，很容易形成与靶标结

合的口袋结构，因此理

2001年Cox等”成功地应用

Beckman．Coulter论少年努力未来可期的句子 上能与各种靶标分子结合．利用上述原理建立的Biomek2000自动化工作站筛

选到了溶菌酶的

SELEX技术已经成功获得多种靶分子的特异

aptamer，该工作站包括机械操控

台，热循环仪，

aptamer．SELEX技术打破了传统的核苷酸碱基配对

磁珠自动分离器，多屏真空过滤仪，酶冷却

仪，自

的思路，称得上核酸研究与应用上的里程碑．

动移液工具等．筛选的流程包括：通过链酶

亲和素利用SELEX技术筛选获得的aptamer识别分

与生物素的相互作用将生物素化的靶蛋白固

定在磁

子的模式与抗体类似，但与蛋白质类抗体相比，核

珠上．随后特异结合序列的分

离，RT．PCR扩增和

酸类配基具有更多的优越性，如不受免疫条件和免转录都通过设定的程序自动化完成，最后筛选得到

疫原性限制，可体外人工合成，变性与复性可逆，

的序列克隆到载体中进行测序鉴定．通过这种自动

可修饰并易于长期保存和室温运输等．更重要的是，化筛选工作台，作者只用了不到两天的时间就完成

aptamer的靶分子更为广泛，可以是蛋白质、核酸、

了12轮的筛选．但由于上述自动化筛选需要纯化

的

小肽、氨基酸、有机物甚至金属离子等．Aptamer-

蛋白质作为靶标，限制了它在蛋白质组学中

的应

靶分子之间可以达到很高的亲和力，甚至高于抗原

用．对此，2002年Cox等嗍又做了进一步

改进，直

．抗体之间的结合．Aptamer比抗体具有更高的特异

接利用基因体外转录与翻译的方法产生靶蛋白，通

性，甚至能识别单抗不能区分的蛋白质分子．这些

特性使得aptamer在生物医药研究领域得到广泛应

用，成为不可缺少的有力工具．+通讯联系人Tel：010．66932311。Fax：010．68163140

E—mail：shaons@yahoo

corn

万方数据

330．生物化学与生物物理进展Prog．Biochem．Biophys．

过在基因的5’端引入T7启动子和一个生物素蛋白

1．4加尾SELEX(tailoredSELEX)连接酶

(BPL)识别序列(biotag)，3’端引入BPL基

通常人工合成的寡核苷酸序列包含中间的随机

因及T7终止子，转录产生两个顺式的mRNA，翻Ⅸ和两端15～25nt已知序列的固定区．固定区虽

然

译后产生BPL蛋白与一个biotag标签的目的蛋白．方便PCR扩增与体外转录，但常常参与

aptamcr当加入游离的生物素时，BPL识别biotag序列，将

与靶分子的结合，影响后续的截

短活性序列的功

生物素共价结合到目的蛋白上，便于将靶蛋白固定能．另外，固定

序列还肯可能与中间的随机区退火在链酶亲和素包被的磁珠上，利用自动化筛选工作而影响

筛选．Vater等嗍建立的加尾SELEX技术，站筛选特异的aptamer．2005年Stoltenburg等目借助

克服了上述缺点，能够直接、快速获得与靶分子结

上述磁珠固定靶分子的原理，同时引入荧光标记

方

合的KNA序列，而无需进一步的截短实验．其

技

法用于DNA定量，发展r

FluMag．SELEX方法，

术原理是首先构建随机

文库，两端各含有4m和能够快速筛选不同特性和大小的靶分子，避免了同6nt的固定序

列，用于与接头序列连接搭桥．合成

位素检测，适合制备生物传感器．

文库两端的单链

连接序列含有T7启动子序列、可1．2消减SELEX(subtractiveSELEX)

用碱裂解的碱基以及便于文库扩增的序列合成的消减SELEX是我们首先建立的一种改良

单链接头序列，能够与上述连接序列和文库的吲定SELEX技术网．其原理是在筛选过程中扣除能与

已序列退火，形成搭桥，用于PCR扩增．如此，筛

选知或未知的共有靶分子的寡核苷酸配基，消减后的过程中仅投入随机文库，在筛选后通过连

接、搭桥次级随机文库投入特异靶标的筛选．利用消减的方式加入两端连接序

列与接头序列，PCR扩增SELEX技术可以从两组高度同源的靶分子混合物后再经

碱裂解处理去除两端序列，投入下一轮

中筛选获得差异靶分子的特异aptamer利用该技

筛选．术，我们实验室以未分化的完整PCI2细胞

为消减

1．5无引物基因组SELEX(primer．free

genomic靶子，筛选获得了特异识别分化PCI2细胞的

SELEX)

aptamer．我们建立的消减SELEX

技术重要性在于1999年Singer和Gold分别根据SELEX

技术能够实现以两组高度|一源的完整细胞为靶子，筛选

原理将感兴趣的生物体基因组制成寡核苷酸

文库，

其差异的aptamer，可用于寻找某种肿瘤的特异寡

从中筛选生物活性分子如蛋白质、辅因子、多

糖、

核苷酸配基，获得的aptamer不但有可能用于临床

抗生素等的天然识别序列．他们建立的

genomic

诊断，还有可能作为生物导弹用于靶向治疗，在肿SELEX为解析细胞内基因调控、代谢调控

等问题

瘤的个体化治疗中发挥其独特的优势．提供了大量实验数据．1．3毛细管电泳

SELEX(CE-SELEX)由于基因组SELEX中用于PCR扩增的引物

序

SELEX技术中结合配基与游离配基的分离至列可能会与中间的基因组序列配对，从而干扰靶标

关重要，是限制经典SELEX技术发展的一个难点．与基因组序列的结合，Wen等【l伽结合加尾

SELEX

Mendonsa等研根据核酸配基与靶分子结台能够使其

原理，发展出了无引物基因组

SELEX(primer-free

构象和质量改变并导致其电泳行为显著变化的特

SELEX)方法．该方法是在筛选

之前先将引物从基因性，利用毛细管电泳(cE)成功地将结合配基与游组文库中除去，文库与靶分子

孵育后，筛选获得的离配基有效分离．利用CE—SELEX方法仅需2～4基因片段通过杂交一延伸热

循环反应加入引物序列轮筛选就可获得靶分子的特异配基．Drabovich等∞进行PCR扩增．无引物

基凶组SELEX为研究基因

根据ECEEM

fequilivriumcapillaryelectrophoresis

of组调控提供了新的平台

技术．

equilibrium

mixtures)的特征，利用不同亲和力的

1．6切换SELEX(toggling

SELEX)

aptamer迁

移率不同并可预测的特性，收集不同时切换SELEX是应用不同物种的靶标蛋白，

筛

相的平衡混合物，仅三轮筛选就获得了特定亲和力

选产生物种交叉反应性aptamer．这是White等[1l】

在的MutS蛋白的aptamer．毛细管电泳SELEX技术2001年建立的一种改良SELEX技术．他们

万方数据

邵宁生等：SELEX技术及Aptamer研究的新进展

331

血酶都特异结合的aptamer．由于临床药物研发常常aptarner到多功能aptamer和多价环状DNA

aptamer应用人体蛋白为靶标，但在活性检测中要进行动物(multivMe\"atckcularaptamer／eaptamer)从

结合功能模型的实验，因此这种交叉反应性aptamer便于在的aptamer到变构aptamer；从细胞外

发挥作用的

动物模型上进行药物分子的I临床前评价．另外，对aptamer到细胞内的aptamer：从最初通过改变核

苷于某一蛋白质而言，物种问保守的结构域常常是该的化学特性如核苷碱基修饰、磷酸二酯键骨架

修饰

蛋白质发挥功能所必需的．剀换SELEX能够获得

等筛选前修饰的方法提高aptamer的稳定

性，到应针对该结构域特异的apatmer，因此能够提高

用光学异构体、锁定核酸(10cked

nucleicacids，

aptamer的功能活性．同样，这种方法也适合筛选同

LNAs)修饰等手段进行筛选后修

饰，提高aptamer

一物种内具有冗余功能或重叠功能的受体家族蛋

的体内稳定性．这些研究为以aptamer为基础的生

白，配基家族蛋白或结构相关蛋白靶标，

物学研究、新药研制奠定了基

础．

1．7表达盒SELEX(expressioncassetteSELEX)

2．1核糖开关

(riboswitch)

将aptamer用于基因治疗时需要将核酸序列转

这是一类存在于mRNA非翻译区的具有高

级

染哺乳细胞进行体内转录，如将aptamer插入

结构的一段ILNA元件，通过与代谢产物结

合调控tRNA表达盒中转录产生嵌台tRNA，但转录的侧翼

(升高或降低)基因表达，包含两个功能

域：与小分

序列常常影响aptamer的空间结构进而降低

子代谢产物结合的“aptamer功能

域”和基因调控aptamer的生物活性．Martell等fⅫ针对这～弊端将体

的唐代三十六大诗人排名 “表达平台功能

域”(expressionplatform

外筛选的转录因子E2F的aptamer插入到tRNA

domain)无需蛋白质凼子的参与，直接受代谢产物

中，侧翼引入随机区，然后再用SELEx流程体外调控是这类核糖开关的重要特性核糖开关

发挥功筛选与E2F结合的序列，这样产生的嵌合RNA在能的机制与变构核酶类似，

aptamer功能域与代谢体内既能表达高水平的aptamer，又可以维持

产物结合后，引

起表达平台功能域碱基配对及构象

aptamer的活性，由此建立的表达盒SELEX，为探

的改

变，或形成转录终止结构，或解开转录终止结

讨aptamer的基凶治疗奠定了基础．构，隐

蔽Shine．Dalgarno序列，或者与代谢产物结

1．8变构筛选(allosterie

selection)合后构

象改变产生新的核酶活性降解自身mRNA，

变构筛选的构思源于变构核酶：将aptamer结

或参与

真核细胞mRNA的剪接，37端的核糖开关还

合活性与锤头状核酶组合产生变构核酶，当配基与

可以直接影响mRNA的稳定性，最终完成基凶调

aptamer结合时能够改变核酶构象，激活或抑制核

控功能∞．目前已鉴定出8种核糖开关结

合代谢产

酶部分的活性．变构筛选就是将aptamer相关结构物：FMN、TPP、辅酶B。

SAM、甘氨酸、腺嘌

域随机化，利用核酶变构催化活性进行筛选，获得

呤、鸟嘌呤以

及GlcN6P，它们主要存在于低GC对效应物应答的变构核酶．同时，利用核酶裂解底的G+细

菌中，如枯草杆菌．最近发现alpha-朊细菌物序列的活性，可以很容易实现结合aptamer与游

中也存在类似结构【l司．与每一类配基结合的核糖开离

aptamer的分离”31．例如，Soukup等‘娴将体外筛

关都存在于功能相关的一组基因的mRNA非翻

译

选得到的茶碱aptamer与锤头状核酶整台，二者连

区或基因问区中，参与该配基的代谢调控，共有

一

接区随机化，然后以茶碱为靶标进行第二次筛选，

些保守的序列和二级结构特征．据估计，原核

生物

获得茶碱特异的核酶．在aptamer与茶碱结合时，

中约有2％的基因存在核糖开关，对保守RNA

结

连接区空间结构改变，进而激活核酶活性．得到连构的研究可能会揭示更多的核糖开关机制，真核生

接区序列后，若将茶碱aptamer序列随机突变，筛

物中也可能存在核糖开关调控机制，但相对会更为

选茶碱类似物，可以很容易得到对茶碱类似物应答

复杂．

的变构核酶．这些研究都拓展了aptamer的

应用范2．2Spiegelmer及LNA围，并实现了核酶活性的

可调控性．

ADtflner尤其是RNA

aptamer在应用中主要

面

万方数据

．332．

生物化学与生物物理进展Prog．BiocheⅢn．Biophys．2006；33『41

的构象进而降低aptamer的活性，通常这些修饰要2．5细胞内aptamer(intracellularaptamer

／

在筛选之前进行，新近出现的寡核苷酸的镜像异构

intramer)和嵌合aptamer(chimericaptamer)

体(spiegelmer)即L．DNA或L-RNA配基及LNA就

由于临床上许多有应用前景的分子靶标是位于

能克服该缺点：spiegelmer首先以D一肽为配基筛选

细胞内的，尤其是病毒感染性疾病．给药途径是这

获得天然寡核苷酸配基，根据获得的aptamer序列一类aptamer应用中面』临的主要瓶颈问题．利用

细

人工合成其镜像异构体．根据手性原理，该L构型

胞内的tRNA嵌合表达aptamer序列使这一

问题迎配基能够以相同的亲和力和特异性结合生理状态的刃而解．Chaloin等Ⅻ将体外筛选获得的

H1V．1RT

L一肽吧LNA是新颖的核酸类似物，它在核糖环上

的aptamer活性序列嵌入到tRNA(tRNAe“)

中，的2’．氧，4’．碳之间形成亚甲基连接，这个连接限

实现了细胞内aptamer的高表达，并能抑制

受染细

制着呋喃核糖的灵活性，将其结构锁定成刚性的双

胞内HIV-1病毒颗粒的产生．Guo等Ⅲ

将pRNA的

环模式．LNA寡核苷酸就是含有锁定核酸的新型寡中央区置换成ATP结合aptamer，产生嵌合的

核苷酸．当用LNA修饰aptamer的非配基结合区域

aptRNA，既能结合ATP，又能在ATP存

在的情况

时，能够提高双螺旋区域的热稳定性而不影响配基下组装侵染病毒，当突变ATP结

合在病毒的某一

结合活性，因此与常规的寡核苷酸配基相比，它具重要功能域碱时，该

aptRNA不仅失去ATP结合有更广阔的应用前景㈣．活性，同时又使病毒丧失组装功能．为了使

嵌合表2．3多效价环状aptamer(multivalentcircular

达的侧翼序列不影响aptamer的结合活性，还可以

aptamer／captamer)

利用前面所述的

表达盒SELEX技术进行第二次的构建多价环状DNA

aptamerst∽1】的目的是用来

筛选，获得体

内高表达且仍然具有活性的嵌合

延长aptamer的半衰期以及提高其与靶分子的亲和

aptamer．

力：将多个aptainer基序组合，分子内或

分子间连2．6催化性核酸aptamer(aptazyme)、变

构接，产生多向的环状头和中间的螺旋茎，得到环状

aptamer(allostericaptamer)的多效价aptamer，

没有环化的aptamer经外切核如前所述，由aptamer与锤头状核酶组合产

生酸酶降解．这样不仅赋予aptamer多个配基结合活

的变构核酶，当配基与aptamer结合时能够激活

或

性，还大大提高了aptamer活性．如针对凝血酶的抑制核酶部分的活性．由于能应答效应物，变构核

环状aptamer较常规筛选获得的aptamer具有更强

酶具有广泛的应用前景：将不同效应物的变构核酶

的抗凝能力，大约提高了2～3倍．环型构象还能提制备芯片，可以分析并定量某一复杂体系中的特定

高分子的热稳定性，增强其核酸外切酶抗性，通常成分，如体外筛选获得具有连接酶活性的变构核

血清中的环状aptamer半衰期都大于10h．酶：当待检底物与变构核酶的aptamer结构域结

合2．4光交联aptamer(photoaptamer)

时，变构核酶与生物素化底物连接，从而固相化到

光激发下，能够与靶标分子结合并形成共价交链酶亲和素包被的微孔板上便于通量检测闭．到目联

的一类aptamer称为光交联aptamer．光交联

前为止，已有多种变构核酶用于芯片检测，包括对

aptamer可通过体外转录产生，具体是将具有光交

ATP、FMN、Rev肽段及茶碱等应答的变构核酶，

联特性的核苷酸如5-溴一2一脱氧尿嘧啶(BrdU)或变构核酶还可以用于生物传感器和蛋白质组学

的研碘尿嘧啶代替u1TP掺八到转录体系中、Kimoto等阻】究．如Srinivasan等∞利用对ADP应答的变

构核酶利用5．碘．2．氧(1H)嘧啶(5．iodo．2．oxo(1H)pyndine，

检测样品中的蛋白激酶活性．方法是将变构

核酶的

简写为b●和2．氨基一6-(2一噻吩)嘌呤(2-amino．6．3’端连接荧光素基团，反应体系

还含有ATP底物(2一thienyl)purine，简写为s)非天然配对的特性，发

和段与变构核酶游

离5’端互补的寡核苷酸序列，

展了一种位点特异的光反应核苷酸掺入法．首先用后者

5’端连接荧光淬灭基团．当没有效应物存在分别含有T7序列和S碱基的一对引物PCR，在转

时，寡核苷酸与变构核酶退火，使得荧光基团与淬

录模板中引入T7序列和s碱基，然后用含有IyTP

灭基团靠近而不发荧光，但当待检样品存在蛋

白激

的体外转录体系将Iy引入RNA序列中与s碱基酉己酶活性时，ATP底物转变成ADP，变构

核酶与对的位置．由于是位点特异的交联，因而能够提高ADP结合，发生构象变化，激活核酶自我

裂解活aptamer对靶分子的特异性，并减少由于过量引入

性，裂解荧光素基闭附近的核苷酸，释放出

游离的

光反应碱基而导致的对aptamer的损伤．带有荧光基团的寡核苷酸，从而使得反应体系产生

万方数据

2006；33(4)邵宁生等：SELEX技术及Ap妇mer研究的新进展

333

荧光信号．这种方法不仅敏感、特异，而且能够实法检测痕量的靶标分子：与靶标分子结合的

时、定量检测激酶，一步法完成，在信号转导研究

aptamer能被保护不受外切核酸酶降解，PCR的

方

方面有穷则独善其身达则兼济天下的意思 巨大的应用潜力．另外，在医药应用方面，

法扩增受保护的aptamer即可检测痕量的待测靶

标．

这种受效应物调节的核酶活性更利于发展可调控的

在基因调控方面，aptamer与配基

结合后的变

生物制剂．

构效应拓展了催化性核酶(aptazymeO的研究，

使得可调控的核酶成为可能原核生物中发

现的

3Aptamer的应用现状与前景展望

riboswitch更是aptamer参与基因表达调控的一大

由于aptamer具有精确识别、易体外合成与修里程碑，该发现提示不需要蛋白质因子的参

与，饰等特性，aptamer在分析化学、基因调控、蛋白RNA与代谢产物结合即可调控自身的转录

和／或

质组研究、疾病治疗与新药研发等方面具有广阔的

翻译．根据这一原理，人工构建的

riboswitch能够

应用前景

实现目的基因的抿组词 可调控表达[301．利用riboswitch特

性

在分析化学方面，将aptamer作为固定配基可

有可能发展出新型抗生素．

用于分离技术中，包括

HPLC．亲和色谱分析，毛

在蛋白质组学的研究中，用aptam9r制备成

的

细管电泳，亲和基质辅助激光解析／离子质谱核酸配基阵列f311更是具有抗体芯片和2．D胶不可

比(MALDI-MS)，生物传感器等[z0．以空间构象为基础

拟的优势，成为备受青睐的一项工具，目前已有

的结合使得aptamer更适合作为选择分子用于aptamer序列的数据库形成．近来，Cao等田】以

HPLC，如Michaud等用D．寡肽特异的aptamer修aptamer为基础，结合荧光荚振能量转

移饰分离柱，可以特异分离D．肽与L-肽．Aptamer还ffluorescenceresonanceenergy订ansfer，

FRET)和荧

可以做为捕获底物制备微珠亲和色谱芯片光偏振的方法，发展J，一种新型的蛋白质．蛋自质

(microbead-based

a伍nitv

chromatography

chi廿，相互作用的实时检测方法，无需标记蛋白质，即可

micro．BACC)用来分离、分析靶标蛋白．在微珠和获得蛋白质一蛋白质作用的详细信息，提供相互作

RNAaptamer之间共轭有一个光裂解的接头，冈此用蛋白质的结合位点，结合动力学，结合常数及机

通过一步uv照射即可实现结合蛋白的洗脱与质潜

制方面的资料．

鉴定．与传统亲和色谱洗脱方法相

比，这种光照洗

作为示踪剂，aptamer在疾病诊断与成像方面

脱方法能够避免洗脱溶液造成的高盐浓度、低pH也有巨大应用潜力．已有荧光标记的抗人凝血素核

以及去垢剂造成的样品污染，洗脱下来的蛋白质无

酸配基用于体内诊断的报道．在新药研发方面，

需进一步纯化，即可直接用于胰蛋白酶处理和质谱

aptamer可以鉴定药物靶标，尤其是多道自动工作

鉴定．Aptamer用于毛细管电泳，可以避免传统的

站的应用更是加速闪闪烁烁的意思 r药物靶标高通量筛选和功能

鉴抗体糖基化程度不同的问题，结果容易分析．最近，

定的进程口q．Aptamer还可以作为药物分子或先

导Wang等阿以aptamer为基础，利用毛细管电泳分分子，以及作为生物导弹指导靶向治

疗．利用离，LIF检测的方法发展了DNA一驱动的聚焦技术SELEX技术筛选获得的针对

VEGF的RNA配基

(DNA．drivenfocusingtechnique)，用于蛋白质

(aptamer)，经过美国Eyeteeh和Pfizer制药公司15

．DNA结合分析实验，提高了分离效果和检测的敏

年的研制，已经于2004年12月获得美国

FDA批感性咀及分析速度．Aptamer用于生物传感器也有

准上市，商品名为Macugen，用于老年性初秋行圃阅读答案

视网膜黄

许多报道．传统抗体介导的免疫传感器在重复使用

斑营养不良(AMD)的治疗．同时，根据

aptamer的

时受到很大限制，需要温和的条件以免破坏抗体的

反义序列设计的antidoteM还可作为解毒荆与

功能，而核酸配基具有稳定、可反复变性和复性、

aptamer联合应用，及时清除体内过量aptamer

分可修饰和固化以及容易标记报告基团的优点，因I阿

子，在心血管疾病，抗病毒药物，肿瘤治疗方

面都

受到愈来愈多的重视．利用分了光电开关复合物或具有广阔的前景．

荧光激发／淬灭组合，aptamer还可做为分子信标严监生人物形象分析 随着aptamer的研究进展，伴随它在各个学科

定量检测靶标分子．如Wang等㈣在ADP变构核酶

中的广泛应用与渗透，aptamer已经成岁暮天寒 为生命科

学的基础上做了进～步改进，引入DNA分子光电开

研究和医药研究中不可或缺的重要工具，并将

万方数据

334．生物化学与生物物理进展Ping．Biochem．Biophys．2006；33

f41

motifsin

alpha-proteobacteria

Genome

l}iol，2005，6(8)：R70

参考文献

17

SehultzRG，Grya皿ovSM．Oligo-2’|fluoro一2’-deoxynucleofide

1Tuerk

C，Gold

L．Systematlc

evolutionof

ligandsbyexponential

N3’—+P5。phosphotamidates：synthesisand

properoes

Nucleic

AcidsRes，1996，24(15)：2966～2973

enrichment：RNA

ligandstobacteriophage

T4DNA

polynlerase

18LevaS，Lichto气BurmeisterJ，etalGnRH

binding

RNAandDNA

Science，1990，249(4968)：505～510

2

E11ington

AD

SzostakJWIn

vitroselection

ofRNA

molecules

Spiegelmers：anovel

approach

towardGnRH

antagonism

Chean

Biol，2002，90)：35I～359

thatbindspecifichg蛆ds．Nature，1990．346(6287)8】8～822

19SchmidtKS，BorkcwskiS，Kth-reek

j，“越App／／cation

oflocked

3CoxJ

C，Ellington

ADAutomatedselectionof

and—protein

nucleicacidstoimproveaptarn盯ia

vivo

stability

and

targeting

aptamersBioorg

Med

Chem，2001，9(10)：2525～2531

function

NucleicAcids

Res，2004，32(191：5757～5765

4CoxJ

C，HayhurstA，Hesselberthj，毗出Automated

selectionof

20

DiGiustoDA，King

GC

Construction，stability，andactivity

of

aptamersagainstproteintargets

Wanslatediuvitro：from

geneto

multivalentcircular

anticoagulantaptamersJBiol

Chem，2004．279

aptamer

NucleicAcidsRes，2002，30(20)：e108

f45)：46483～46489

5

Stoltenburg&Reinemann

C．StrchlitaBFIuMag-SELEX

21DiGiustoDA，Wlassoff

W

A，Oooding

J

J，et

d

Proximity

adv日mtageous

methodforDNA

aptamer

selectionAualBioanal

extensionofcircularDNA

aptamers

withreal-time

protein

Chem,2005，弼3(1)：83--91

detectionNucleicAcidsRes，2005，33(6)e64

6

WangC，ZhangM，YangG，et

og

Single—stranded

DNA

aptamers

22Kimoto

M，EndoM，MitsuitT，et

al

Site—specific

incorporation

eta

thatbinddifferentiatedbutnotparentaleelIs：subtracfivesystematic

photo-erosslthking

component

intoRNA

by

T7transcaSption

evolutionof虹gandsbyexponentialenrichment』Biotechnol，2003，

102n1：15--22

mediatedbyutmatural

base

pairsChemBiol，2004，11(1)47～55

23Chaloin

L，Lehmann

M

J，Sczakiel

G，et缸Endogenousexpression

7M1m3dOllSaSD．BowserMT．InvitroevolutionoffimctionalDNA

of

high-affinity

pseudoknot

RNA8肚％rner

suppressesreplication

using

capillary

eleetrophoresisJAmChem

Soe,2004，126(1)：

ofHlV一1．NucleicAdds

Res，2062，30(18)：4001--4008

20～2】

24ghuD、Guo

PAv州RNAthatbindsATP

andcontainsmotif

8DrabovichA，Berezovsb|{乩g口lovSNSelectionofsmart

similartoATP—bindingaptamer

from

SELEX．J

Biol

Cliem，

aptamersby

equilibrium

capillaryelectrophoresis

of

equilibrium

mixtures(ECEEM)J

AmChemSee，2005，127(32)：11224～

2003，2\"／8(9)：7119～7125

25HesselberthJ

R，Robea_tson

M

P，Knudsen

S

M，et

alSimultaneous

11225

detectionofdiverse

analytes

with

apmzymeligasearmyAnal

9VatarA，JamschF，BuchnerK，etdShortbioactive

Spiegelmersto

migraine-associated

talc／roBin

gene-ralated

paptide

rapidly

Bioehem，2003，312(2)：106--112

26Sri／虹vasan

J，Cload

g

T1Hamaguchi

N，“缸．ADP-specifie

identified

by

novelapproach：tailored，SELEX

NucleicAcidsRes，

enableuniversal

assay

of

protein

kinase

acti“t斗Chemistry＆

2003．31f211e130

10WenJ

D，Gray

DMSelectionof

genomicsequences

thatbind

Biology，2004，499～508

27

TombelliS，MinutmiM，Maseini

M

Analyticalapplications

of

tightlytoFfgene5protein：prierfreegenomic

SELEXNucleic

Acids

Res,2004，32(22)：e182

aptanlers

Bio虻nsBioeleetron,2005，20(12)2424～2434

28WangH、LuMLeXCDNA-driven

focusing

for

proteth-DNA

11White

R’Ruscoinc’ScardinoE，et

oiGenerationof

species

bindingassaysusingcapillaryelectrophoresis．AnalChem，2005，77

cross-reactive

aptamersusing“toggle”SELEXMel\"nllgr，2001，

4(61：567～573

(15)：4985--4990

29

Wang上JiangY，ZhouC，et

olAptamer-based

ATP

assayusing

12MartellRE，NevinsJR，SullengerBAOptimizing

aptamer

activity

】啪l山esc锄t

lightsvdlcJ嘶ngcomplex

Aaal

Chem，2005，”aJ)：

for

genetherapyapplicationsusingexpressioncassetteSELEXMol

3542～3546

Thef。2002，6(I)+30～34

30SuessBEngineered

riboswiteheseantrol

geneexpressionby

small

13KoiznmiM．SoukupG

A，Kerr

JNQ，etelAllostericselectionof

molecules．BiochemSocTms，2005，33IPb)：474～476

ribozymes

that

respondtothesecond

messengers

eGMP

andtAMP

31Smdther砭WolfH，Lindner

P．An

aptamer-hasedproteinbiechip

Na“!reStraetBinl．1999．6：10621071

AnalChem，2005，77(11)：3437--3443

14Soukup

G

A，Emilsson

G

A，BreakerRRAlteringmolecular

32CooZTanWMolecular

aptamers

forreal—time

protein-protein

l℃cognifiort

ofRNAaptamersby

aliosteficselectionJMotBi01．

interaction

studyChemistry,2005，11(15)：4502--4508

2000，298(4)623～632

33Blartk~LBlindMApmmersastoolsfortarget

validation

CurrOpin

15MandalM，BreakerRRGelle

regulationby

riboswitchesNatRev

ChemBinl,2005，9(4)：336～342

MolCellBiol20045：45l\"～463

34Liu

X，Cao

G，Ding

H，et

d

Screening

of

functional

antidotesof

16Corbino

K

A，Barrick】E，LiraJ，el01．Evidence

for

secondclass

RNA

aptameEagalmtbovinethrombinFEBSLett．2004，562(1～

o鸿门宴ppt课件 f

S-ador__osylmethionfoe

fihoswitchesmidother

regulatory

RNA

31125-128

万方数据

2006；33(4)邵宁生等：SELEX技术及Aptamer研究的新进展335

AdvancesinTheSELEX

Technique

andAptamers

SHAO

Ning-Sheug”，LIShao-Hua”，HUANGYan-Pin妒

(1)lustitute。，Basic

Medical

Scicnres，AcademyofMilitary

Medical

Sconces。B@\'ing100850，China；

屯\'hinese

People\'s

ArmedPoliceForcesGeneral

Hospitol,Beijing

100039，China)

Abstract

Aptarnersareshort

single-stranded

nucleicacid

ligands

thatare

capableofbinding

almost

anytargets

withlownano．topicomolar

affinitiesand

exceptionalspecificities．They

areselectedoutofalarge

combinatorial

oligonucleotide

library

throughan

invitroevolution

process

termedSELEX(systematicevolutionof

ligandsby

exponentialenrichment)．Theuniqueadvantages

of

high-throughputscreeningtechnique

and

aptamers

in

precise

recognitionaswellaseasinesstosynthesis

andmodification

bringaptamersabright

prospect

inanalytical

chemistry，biology

andmedicineresearch．Therecent

advancesintheSELEX

technique

and

aptamersare

renewed

Key

words

SELEX，aptamer,high-throughputscreening

+Corresponding

author．Tel：86—10q66932311，Fax：86-10-68163140，E-mail：shaons@yahoooom

Received：November8．2005Accepted：December30

2005

“2006年国际生物．纳米．信息融合大会暨

2006年国际生物芯片技术论坛”即将召开

2006年10月9～12日，北京中关村生命科学园

会议由清华大学、生物芯片北京国家工程研究中心、科技部、教育部、国家自然科学基金委员会等单位共同主办，由生

物芯片北京困家工程研究中心具体筹办．

会议议题主要包括以下内容：1．DNA、蛋白质、细胞及组织微阵列芯片技术；2微流体芯片和缩微芯片实验室技

术；3．生物信息学技术；4纳米技术；5芯片药物筛选技术

会议已邀请到三十余位国际上最具权威性的生物争家束做大会特邀报告，其中既有从事生物芯片等生物技术前沿性探索

研究的科研院校的著名教授，也有从事相关技术研发的知名商业公司的总裁或部门经理，是国内学者和投资机构进行交流和

学习的庭好机会

会议刚站：http：／／wwwcapitalbio．con\'dBNI&IFBT2006

会议联系人：曹鹱联系电话：

010—80726868—8320传真：

010—80726898

E—mail：xcao@capltalbio．corn地址：北京市昌平区牛命科

学园路18号，邮编：102206

万方数据

SELEX技术及Aptamer研究的新进展

作者：邵宁生，李少华，黄燕苹，SHAONing-Sheng，LIShao-Hua，HUANGYan-Ping

作者单位：邵宁生,李少华,SHAONing-Sheng,LIShao-Hua(军事医学科学院基础医学研究所,北京

,100850)，黄燕苹,HUANGYan-Ping(中国人民武装警察总医院,北京,100039)

刊名：

生物化学与生物物理进展

英文刊名：PROGRESSINBIOCHEMISTRYANDBIOPHYSICS

年，卷(期)：2006,33(4)

被引用次数：31次

;GoldLSystematicevolutionofligandsbyexponentialenrichment:RNAligandsto

bacteriophageT4DNApolymerase1990(4968)

tonAD;SzostakJWInvitroselectionofRNAmoleculesthatbindspecificligands

1990(6287)

;EllingtonADAutomatedselectionofanti-proteinaptamers2001(10)

;HayhurstA;HesselberthJAutomatedselectionofaptamersagainstproteintargets

translatedinvitro:fromgenetoaptamer2002(20)

nburgR;ReinemannC;StrehlitaBFluMag-SELEXasanadvantageousmethodforDNAaptamer

selection2005(01)

;ZhangM;YangGA;ZhangDJ;DingHM;WangHX;FanM;ShenSingle-strandedDNAaptamersthatbind

differentiatedbutnotparentalcells:subtractivesystematicevolutionofligandsbyexponential

enrichment[外文期刊]2003(1)

sa;InVitroEvolutionofFunctionalDNAUsingCapillary

Electrophoresis[外文期刊]2004(1)

ichA;BerezovshiM;KrylovSNSelectionofsmartaptamersbyequilibriumcapillary

electrophoresisofequilibriummixtures(ECEEM)2005(32)

;JaroschF;BuchnerKShortbioactiveSpiegelmerstomigraine-associatedcalcitoningene-

relatedpeptiderapidlyidentifiedbyanovelapproach:tailored-SELEX2003(21)

;GrayDMSelectionofgenomicsequencesthatbindtightlytoFfgene5protein:primer-free

genomicSELEX[外文期刊]2004(22)

;RusconiC;ScardinoEGenerationofspeciescross-reactiveaptamersusing\"toggle\"SELEX

2001(06)

lRE;NevinsJR;SullengerBAOptimizingaptameractivityforgenetherapyapplications

usingexpressioncassetteSELEX2002(01)

iM;SoukupGA;KerrJNQAllostericselectionofribozymesthatrespondtothesecond

messengerscGMPandcAMP1999

GA;EmilssonGA;BreakerRRAlteringmolecularrecognitionofRNAaptamersbyallosteric

selection.[外文期刊]2000(4)

M;BreakerRRGeneregulationbyriboswitches2004

oKA;BarrickJE;LimJEvidenceforasecondclassofS-adenosylmethionineriboswitches

andotherregulatoryRNAmotifsinalpha-proteobacteria2005(08)

zRG;GryaznovSMOligo-2\'-fluoro-2\'-deoxynucleotideN3\'→P5\'phosphoramidates:synthesis

andproperties1996(15)

;LichteA;BurmeisterJGnRHbindingRNAandDNASpiegelmers:anovelapproachtowardGnRH

antagonism2002(03)

t,KS;Borkowski,S;Kurreck,J;Stephens,AW;Bald,R;Hecht,M;Friebe,M;Dinkelborg,

L;Erdmann,VAApplicationoflockednucleicacidstoimproveaptamerinvivostabilityandtargeting

function[外文期刊]2004(19)

toDA;KingGCConstruction,stability,andactivityofmultivalentcircularanticoagulant

aptamers2004(45)

toDA;WlassoffWA;GoodingJJProximityextensionofcircularDNAaptamerswithreal-

timeproteindetection2005(06)

M.;EndoM.;MitsuiT.;OkuniT.;HiraoI.;-specificincorporationofaphoto-

crosslinkingcomponentintoRNAbyT7transcriptionmediatedbyunnaturalbasepairs[外文期刊]

2004(1)

nL;LehmannMJ;SczakielGEndogenousexpressionofahigh-affinitypseudoknotRNAaptamer

suppressesreplicationofHIV-12002(18)

;GuoPAviralRNAthatbindsATPandcontainsamotifsimilartoanATP-bindingaptamer

fromSELEX2003(09)

berthJR;RobertsonMP;KnudsenSMSimultaneousdetectionofdiverseanalyteswithan

aptazymeligasearray2003(02)

asanJ;CloadST;HamaguchiNADP-specificsensorsenableuniversalassayofproteinkinase

activity2004

liS;MinunniA;MasciniAAnalyticalapplicationsofaptamers[外文期刊]2005(12)

;LuML;LeXCDNA-drivenfocusingforprotein-DNAbindingassaysusingcapillary

electrophoresis[外文期刊]2005(15)

;JiangY;ZhouCAptamer-basedATPassayusingaluminescentlightswitchingcomplex

2005(11)

Engineeredriboswitchescontrolgeneexpressionbysmallmolecules2005

erK;WolfH;LindnerPAnaptamer-basedproteinbiochip2005(11)

ao;WeihongTanMolecularAptamersforReal-TimeProtein-ProteinInteractionStudy[外文期刊

]2005(15)

;BlindMAptamersastoolsfortargetvalidation2005(04)

;CaoG;DingHScreeningoffunctionalantidotesofRNAaptamersagainstbovinethrombin

2004(1-3)

1.王岩.WANGYanSELEX技术及其在医学中的应用[期刊论文]-基础医学与临床2007,27(7)

2.陈敏.高如承.江树勋.邵碧英SELEX技术研究进展[期刊论文]-科技创业月刊2010,23(3)

3.陈亮.陈集双SELEX技术的研究新进展及应用[期刊论文]-细胞与分子免疫学杂志2005,21(z1)

4.郭磊.GUOLeiSELEX技术及寡核苷酸适配体的近期研究进展[期刊论文]-国际药学研究杂志2010,37(4)

5.詹林盛.邵宁生.彭剑淳.孙红琰.王全立随机单链DNA文库SELEX筛选寡核苷酸适配子方法的建立[期刊论文]-

生物化学与生物物理进展2003,30(1)

6.张朝阳.郭磊.李一林.唐吉军.郭兴杰.谢剑炜.gjie.

XIEJianweiSELEX与适配体在蛋白质研究中的应用[期刊论文]-医学分子生物学杂志2008,5(1)

7.以完整细胞为靶子的SELEX技术研究进展[期刊论文]-生物技术通讯2009,20(6)

8.侯祺.姚朗SELEX技术检测小分子化学物研究进展[期刊论文]-中华检验医学杂志2009,32(4)

1.张朝阳,郭磊,李一林,唐吉军,郭兴杰,谢剑炜SELEX与适配体在蛋白质研究中的应用[期刊论文]-医学分子生物学

杂志2008(01)

2.张书芹,王光平,朱平,梁嘉佳,徐雅静,彭敏源,陈炎,谭三勤,陈方平急性髓系白血病CD33+/CD34+细胞表面核酸

适配体的筛选及结构分析[期刊论文]-中国实验血液学杂志2011(03)

3.杨晓娟寡核苷酸识别分子的筛选、表征和功能研究[学位论文]博士2011

4.朱莹多西紫杉醇核酸适配体的高效筛选及其特性的初步考察[学位论文]硕士2013

5.王雷,李元跃,陈融斌,黎中宝运用SELEX技术筛选嗜水气单胞菌适配子[期刊论文]-集美大学学报：自然科学版

2012(01)

6.孙娜,夏薇白血病诊断与适配体技术[期刊论文]-北华大学学报（自然科学版）2013(01)

7.张月侠,宋茂勇,李涛,赛道建,汪海林适配体的筛选及在生命分析化学中的应用[期刊论文]-生物技术2009(05)

8.朱平急性髓系白血病M2型CD33<\'+>/CD34<\'->细胞aptamers的筛选及结构分析[学位论文]硕士2010

9.徐敦明,吴敏,邹远,张强,吴崔晨,周昱,刘贤进核酸适体技术在食品安全分析中的应用[期刊论文]-分析化学

2011(06)

10.姜禹基于生物酶放大的荧光分析方法及其在DNA、Pb2+和可卡因检测中的应用[学位论文]硕士2011

11.渠丽景荧光光谱法检测乙肝病毒HBV-DNA和凝血酶的研究[学位论文]硕士2011

12.李华肠毒素大肠杆菌K88适配体的筛选及其应用研究[学位论文]硕士2011

13.张书芹急性髓系白血病M<,2>CD33<\'+>/CD34<\'+>细胞表面核酸适体的筛选与克隆及序列分析[学位论文]硕士

2010

14.曹国军,邵宁生RNA研究相关技术及其应用[期刊论文]-生命科学2008(02)

15.徐凯彪抗人MMP24催化区单克隆抗体的制备及CE-SELEX平台的初步建立[学位论文]硕士2008

16.张丽娜,姜凤超核酶与AIDS治疗[期刊论文]-中国生物化学与分子生物学报2007(02)

17.丁兴华基于碳纳米管技术的快速检测病原菌方法的研究[学位论文]硕士2011

18.张书芹急性髓系白血病M<,2>CD33<\'+>/CD34<\'+>细胞表面核酸适体的筛选与克隆及序列分析[学位论文]硕士

2010

19.张慧勇用微悬臂传感器研究生物分子之间的相互作用[学位论文]博士2010

20.王彪提高人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子在植物中表达的策略研究[学位论文]博士2007

引用本文格式：邵宁生.李少华.黄燕苹.an-PingSELEX技术及Aptamer研

究的新进展[期刊论文]-生物化学与生物物理进展2006(4)