不依赖于抗体的新型朊病毒病检测平台

syl1982

近期，西南大学黄承志教授课题组建立了新型的基于双适配子策略的朊病毒病检测平台（Anal. Chem. 2010, DOI: 10.1021/ac101865s）。朊病毒病包括动物的瘙痒病和牛海绵状脑病（BSE）和人的克雅氏病和库鲁病，它的发生是细胞型朊蛋白（PrPC）向疾病相关构象（PrPRes）转变的结果。BSE在欧洲的爆发及人vCJD的出现使得朊病毒病早期诊断方法的建立迫在眉睫，如何区分和检测复杂生物样品如血液和脑组织中的微量PrPRes是朊病毒病早期诊断的主要挑战。早期建立的蛋白质印记和酶联免疫法存在灵敏度不足的问题，目前科学工作者主要采取以下两种策略提高疾病诊断的灵敏度。第一种根据PrPRes和抗体的特异性相互作用和光谱技术如傅里叶转化红外光谱、荧光相关光谱和拉曼光谱等，但是这些技术受抗体灵敏度和特异性、仪器操作和结果解析需专业技术人员、仪器昂贵等因素制约。第二种策略则通过胆酸钠、血浆酶原、蛋白质错误折叠扩增和细胞感染模型等浓缩和扩增样品中的微量PrPRes，但是这些方法的正确性和实用性等问题仍需验证。
4 l  z6 O2 ?3 G为了解决上述缺点，黄承志教授课题组利用适配子建立了朊病毒病相关构象的检测平台。适配子因具有稳定性好、易于合成和修饰等优点已在蛋白质检测、癌症诊断和细胞成像等中广泛应用。目前蛋白质检测方法主要采用的单适配子结合模型灵敏度不足，因此借助于荧光共振能量转移（FRET）或距离依赖杂交的双适配子结合模型被应用于蛋白质检测中以提高方法的灵敏度和选择性，但是这些方法对实验技能和条件的要求很高。
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两个在朊蛋白（PrP）上具有不同结合位点的适配子，第一个适配子（Apt1）的结合位点位于23-90氨基酸残基内而第二个（Apt2）位于90-231氨基酸残基内。 根据Apt1和Apt2尤其是Apt2与变性的PrPC和PrPRes的结合能力的不同，黄承志教授课题组建立了双适配子策略。首先，分别将Apt1和Apt2结合到磁微米粒子（MMPs）和量子点（QDs）表面，形成MMPs-Apt1和QDs-Apt2探针。当PrP存在时，MMPs-Apt1和QDs-Apt2探针与PrP形成MMPs-Apt1-PrP- Apt2-QDs三明治复合物，因MMPs的分离性能和QDs的荧光性能可将该荧光复合物从溶液中分离。PrPC和PrPRes的区分则根据Apt1和Apt2与变性PrP的结合能力不同而实现的。PrPC对变性剂敏感，变性后PrPC上Apt1和Apt2的结合位点破坏，从而MMPs-Apt1-PrPC-Apt2-QDs荧光消失。与此同时，PrPRes具有一定的变性剂抗性，变形后的PrPRes上Apt2的结合区域更为暴露，因此MMPs-Apt1- PrPRes-Apt2-QDs的荧光显著增强。
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