多聚唾液酸特异性多聚体适配体生物点的构建及其在肿瘤细胞表面多糖检测中的应用

本研究针对肿瘤细胞表面多聚唾液酸(PSA)检测技术复杂、破坏样本结构的难题，通过截短优化三唾液酸(TSA)适配体Apt3（Kd=114.0 nM），构建了多聚体适配体Apt3-7（Kd=80.58 nM）并合成ssDNA生物点。采用共聚焦显微镜(CLSM)成功实现了HEK293、MDA-MB-231等细胞的PSA动态追踪，该技术兼具合成简便、成本低廉和生物相容性优势，为肿瘤转移研究提供了新型分子工具。

　　

在肿瘤生物学领域，细胞表面多糖的异常表达如同神秘的分子密码，其中多聚唾液酸(PSA)的过度表达与肿瘤侵袭转移密切相关。这种由α-2,8/9糖苷键连接的N-乙酰神经氨酸(Neu5Ac)组成的线性聚合物，传统检测方法却面临样本破坏、无法实时监测的困境。现有技术如抗体检测存在免疫原性限制，而无机量子点生物传感器又因复杂结构影响稳定性。如何开发兼具高特异性、低毒性且能动态追踪的PSA检测工具，成为破解肿瘤转移机制的关键挑战。

江苏海洋大学等机构的研究人员创新性地将核酸适配体与纳米材料跨界融合。他们以磁珠-SELEX技术筛选的三唾液酸(TSA)适配体Apt3为蓝本，通过分子对接锁定结合位点后，采用二聚化/三聚化策略获得亲和力提升26.3%的多聚体适配体Apt3-7（解离常数K_d从114.0 nM优化至80.58 nM）。将其构建成ssDNA生物点后，在MDA-MB-231等高转移性肿瘤细胞中展现出特异性荧光标记能力，相关成果发表于《International Journal of Biological Macromolecules》。

研究团队运用三大核心技术：1) 通过RNA Composer和PyMOL进行适配体三维建模与分子对接；2) 采用磁珠-SELEX筛选体系结合截短优化策略构建多聚体适配体；3) 基于共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)的活细胞动态成像技术。实验选用HEK293正常细胞与MDA-MB-231等高转移肿瘤细胞作为对比模型。

【Aptamer 3D建模与分子对接分析】
通过生物信息学模拟发现，Apt3的活性位点为疏水沟槽结构，TSA分子通过氢键和疏水作用嵌入该区域。关键结合位点涉及适配体序列中G-21、C-24等碱基，这为后续截短优化提供了分子基础。

【多聚体适配体构建】
将原始80-mer的Apt3截短至35-mer核心序列后，通过二聚体/三聚体组装显著提升结合力。荧光猝灭实验证实，多聚化使适配体与TSA的结合自由能从-28.5 kJ/mol降至-32.8 kJ/mol。

【生物点细胞成像】
CLSM显示Apt3-7生物点在MDA-MB-231细胞的膜表面荧光强度是HEK293细胞的4.7倍，且无需预固定处理即可实现实时追踪。该生物点对细胞活性无影响（存活率>95%），且操作者接触风险显著低于量子点材料。

这项研究开创性地将多聚体适配体与生物点技术结合，突破了传统PSA检测的时空限制。所开发的Apt3-7生物点不仅解像度达200 nm，更实现了三大突破：1) 首次实现活细胞PSA动态监测；2) 通过多聚化策略将核酸适配体亲和力提升至抗体水平；3) 建立非抗体依赖的糖基化研究新范式。该技术为肿瘤早期诊断提供了新型分子探针，其模块化设计思路更可拓展至其他糖链标记领域，具有重要的转化医学价值。