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核酸适体作为一种新型分子探针,因其具有亲和力高、特异性好、靶标范围广等优势,现已被广泛应用于生物分析、检测和生物医学等领域。本论文的研究着眼于核酸适体的特异性识别与变构调控功能,主要开展以下工作:1.原位结肠癌细胞SW480的核酸适体筛选以人结肠癌为模型,选择来源于同一病人的原位结肠癌组织和淋巴结转移灶结肠癌组织的SW480细胞与SW620细胞作为研究对象,通过基于完整活细胞的Cell-SELEX技术,筛选获得了能够识别原位灶来源SW480,不结合转移灶来源SW620的核酸适体。经过15轮的富集筛选以及优化截短,获得了对靶标SW480具有较好结合能力与特异性的151c序列;151c对其他原位结肠癌组织来源的细胞系具有良好的识别能力;在生理温度条件下也能够保持对靶标细胞的特异性结合,能够在复杂生物样品中较好地识别靶标细胞并对其含量进行测定。初步分析证明了 151c在SW480细胞表面的结合靶标分子类型为蛋白质,基于它能够区分转移灶与原位结肠癌细胞的特性,该核酸适体在以结肠癌为模型的癌症转移表型和机理研究方面具有潜在应用价值。2.基于核酸适体AP-1的非小细胞肺癌A549细胞肿瘤标志物甄定选用非小细胞肺癌A549细胞的核酸适体AP-1序列作为研究对象,裂解A549细胞并以Biotin标记的核酸适体AP-1直接从全细胞裂解液中钓取靶标分子,通过Biotin-avidin的强亲和作用将所钓取的蛋白分离出来,利用凝胶电泳以及质谱等蛋白质组学方法进行分析,得到该核酸适体识别靶标为核仁素和核内不均一核糖核蛋白-U,有文献报道表明这两类蛋白都存在表达于细胞膜上的情况,且该现象与肿瘤的发生发展相关;分别在蛋白水平和细胞水平验证了核酸适体AP-1对这两种蛋白的结合;以核仁素为靶标进行临床肿瘤病人血清的ELISA分析结果表明癌症患者血清中的核仁素含量高于非癌症患者,说明了核仁素作为一类广谱的肿瘤标志物有潜在的应用价值。3.茶碱小分子核酸适体调控CRISPR/Cas9体系基于核酸适体对靶标的高灵敏识别及变构效应,发展了一种能够对CRISPR/Cas9基因编辑体系进行精准调控的方法。通过对通用sgRNA(small guideRNA)序列进行了一系列设计和改造,添加茶碱核酸适体序列,提供了改造后可通过茶碱分子进行变构调控的sgRNA序列,从而实现对CRISPR/Cas9体系的精准条件控制。与现有方法相比,本课题发展的调控手段无需针对特定的guideRNA序列进行另外设计和操作,具有通用性。在利用该体系进行基因编辑的科研和治疗领域内有相当的应用潜力。