WO2023173711A1 - 特异性识别可溶性st2蛋白的核酸适配体及其应用 - Google Patents

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Abstract

特异性识别可溶性ST2蛋白的核酸适配体及其应用，属于变异或遗传工程领域。所要解决的技术问题是如何特异性地检测sST2蛋白。为了解决该技术问题，提供了核苷酸序列分别是SEQ ID No.1-10的单链DNA的核酸适配体。采用SELEX技术，结合高通量测序技术及生物信息学分析，降低筛选的轮次并获得候选核酸适配体，通过进一步分析其亲和性和特异性，得到特异性识别sST2蛋白的核酸适配体。核酸适配体具有特异性高、稳定性高、合成方便、易标记功能基团等特点，可用于sST2蛋白的检测及生物传感器、心血管疾病的诊断、预后等产品的制备。

Description

特异性识别可溶性ST2蛋白的核酸适配体及其应用 技术领域
本发明涉及变异或遗传工程领域中特异性识别可溶性ST2蛋白的核酸适配体及其应用。
背景技术
核酸适配体(Aptamer)是一种经体外筛选技术——指数富集的配体系统进化(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment，SELEX)技术，从随机脱氧寡核苷酸文库中筛选获得的能够和靶标分子特异性结合的单链DNA(ssDNA)或RNA。传统的抗原-抗体反应灵敏度和特异性均较好，酶联免疫反应在各种生物分子的探测中发挥着举足轻重的作用，但蛋白质作为探针分子，易受pH、温度等环境因素影响而变性、且合成价格昂贵。核酸适配体本质是一段单链DNA或者RNA分子折叠形成特定三维结构而与生物靶标高亲和力和高特异性结合，由于其具有分子量较小、可化学合成、结构改造以及标记、稳定性好、能可逆的变性与复性，可在常温下保存和运输、没有免疫原性和毒性等优点，在许多方面体现了传统的免疫学与化学分子识别无可比拟的优势。在生物医学技术领域，核酸适配体可被用于临床诊断、药物递送、疾病治疗药物等众多方面：如核酸适配体具备作为导向剂所需的所有特性，其分子可结合放射性核素等，并递送到靶组织，同时还具有直接抑制靶蛋白的功能，是非常有潜力的体内显像和治疗药物；在新药研发方面，核酸适配体还可以用于鉴定药物靶标、作为药物分子或先导分子，以及作为生物导弹指导靶向治疗；此外，核酸适配体能与多种目标物质高特异性、高选择性地结合，与目标分子结合时往往引起构象的变化，有利于构建传感分析方法，并且标记后的核酸适配体一般与目标分子的结合力不会改变，这些特性使得核酸适配体的生化检测技术受到极大的关注；目前核酸适配体已被广泛应用在各类传感器中，比如电化学传感器、光学传感器以及声学传感器等。
生长刺激表达基因2蛋白(growth STimulation expressed gene2，ST2)是白细胞介素1受体/Toll-样受体超家族的成员。ST2蛋白具有两种形态，可溶性形式(sST2)和膜结合受体形式(ST2L)，ST2的功能性配体为白细胞介素-33(IL-33)。近年来研究表明，ST2除了参与炎症反应外，还与心血管疾病密切相关，可溶性ST2(sST2)是IL-33的诱骗受体，通过竞争性结合IL-33，从而阻断IL-33与ST2L结合，继而削弱IL-33/ST2信号通路的心血管保护作用。一系列的实验及临床研究发现，sST2水平的升高和心衰严重程度相关并能预测心脏猝死的发生，是评估心衰危险分层的良好标记物。sST2是目前心衰检测最具特异性的指标之一，几乎不受年龄、性别、BMI、心衰病因、房颤、贫血、肾功能的影响，生物变异性低而稳定性高，可应用在心衰诊断、预测心衰预后情况、细化心衰临床分层、预测患者死亡几率等临床应用方面。此外，新近的研究也 发现sST2能够鉴别诊断主动脉瘤/夹层患者，可作为急性主动脉夹层的诊断标志物。然而，目前临床上sST2的检测是基于抗原抗体的检测，且检测试剂盒昂贵，临床上应用受限。因此，仍需要更为精确、稳定、便捷且价格适宜的sST2的检测方案。核酸适配体能与靶标特异性结合，有望用于sST2的临床检测和疾病治疗。
发明公开
本发明的目的是提供一组特异性高、稳定性高、合成方便和/或易标记功能基团的特异性识别sST2蛋白的核酸适配体，和/或所述核酸适配体在sST2蛋白检测中的应用。所要解决的技术问题不限于所描述的技术主题，本领域技术人员通过以下描述可以清楚地理解本文未提及的其它技术主题。
为实现上述目的，本发明首先提供了特异性识别sST2蛋白的核酸适配体，所述核酸适配体可为下述任一种：
A1)核苷酸序列是SEQ ID No.4、6、5、1、2、3、7、8、9或10的任一单链DNA；
A2)与A1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且特异性识别sST2蛋白的任一单链DNA；
A3)由A1)所示的单链DNA转录且特异性识别sST2蛋白的任一单链RNA；
A4)在严格条件下与A1)或A3)限定的核苷酸序列杂交，且特异性识别sST2蛋白的任一单链DNA或单链RNA。
所述sST2蛋白为可溶性生长刺激表达基因2蛋白(soluble growth STimulation expressed gene 2)。
上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。
本文中，所述80％以上的同一性可为至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的同一性。
进一步地，所述核酸适配体可连接有功能基团或分子。
进一步地，所述核酸适配体的5’端或3’端修饰有功能基团或分子。
进一步地，所述功能基团或分子可为同位素、荧光标记物、化学发光标记物、生物发光标记物、酶标记物、磁性物质、生物素、亲和配基、巯基和/或治疗性物质。
所述功能基团或分子用于提高所述核酸适配体的稳定性、提供检测信号，或用于连接所述核酸适配体与其他物质形成组合物。
本发明还提供了探针，所述探针可为所述任一核酸适配体被标记物标记得到的物质。
所述标记物指可用于提供可检测的(优选可定量的)效果且可以连接至核酸的任何原子或分子。标记物包括但不限于染料；放射性标记，诸如 32P；共轭偶连基团， 诸如生物素(biotin)；半抗原，诸如地高辛(DIG)；化学发光、发磷光或发荧光部分；和单独的荧光染料或与可以通过荧光共振能量转移(FRET)抑制或移动发射光谱的部分组合的荧光染料。标记可以提供可通过荧光、放射性、比色、重量测定、量子点，电化学，X射线衍射或吸收、磁性、免疫酶标反应，基于滤纸的免疫测定,亲和沉淀，亲和色谱法,酶活性，显微投射或扫描成像，超分辨力成像,细胞示踪，动物或人体的活体纳米颗粒追踪示踪成像，纳米流式，可调电阻脉冲感应，荧光相关光谱表面等离子体共振，荧光偏振,表面增强拉曼光谱,电化学感应,微流体或微流控，芯片分析，蛋白质组学，基因组学，代谢组学，微生物组学，RNA(mRNA,lnRNA,snRNA),miRNA等检测的信号。标记可以是带电荷的部分(正电荷或负电荷)或可按需选定，可以是电荷中性的。标记可以包括核酸或蛋白序列或由其组合，只要包含标记的序列是可检测的。在一些实施方案中，核酸在没有标记的情况下直接检测(例如，直接读取序列)。所述标记物还可用于靶向给药。
在一些实施方式中，所述标记是荧光团、比色标记、量子点、生物素以及其他可以用于探测的标签分子(如用于拉曼衍射成像的炔烃基团，用于click反应的环烯烃，用于聚合物标记的引发基团)，也可以选自多肽/蛋白分子，LNA/PNA，非天然氨基酸及其类似物(比如拟肽)，非天然核酸及其类似物(拟核苷酸)和纳米结构(包括无机纳米颗粒，NV-center，聚集/组装诱导发光分子，稀土离子配体分子，多金属氧簇等)。
在一些实施方式中，所述荧光团可选自荧光素类染料、罗丹明类染料以及菁染料。
在一些实施方式中，所述荧光素类染料包括标准荧光素及其衍生物，如异硫氰酸荧光素(FITC)、羟基荧光素(FAM)、四氯荧光素(TET)、cy5、cy3、Quasar 670、Alexa Fluor 488/647等。
在一些实施方式中，所述罗丹明类染料包括R101、四乙基罗丹明(RB200)和羧基四甲基罗丹明(TAMRA)等。
在一些实施方式中，所述菁染料主要选自两类，一类是噻唑橙(thiazole orange,TO)、噁唑橙(oxazole orange,YO)系列及其二聚体染料，另一类是多甲川系列菁染料。
在一些实施方式中，荧光团还可以选自下述染料：二苯乙烯、萘酰亚胺、香豆素类、吖啶类、芘类等。
荧光团通常标记在探针序列的5'端，但通过改变修饰键(例如-OH或-NH键)也可以将其置于3'端。
在本发明的一个实施方案中，SEQ ID No.1-10所述的单链DNA(ssDNA)适配体的5’端用生物素(Biotin)标记。
本发明还提供了传感器，所述传感器含有任一所述核酸适配体或任一所述探针。
本发明还提供了用于检测sST2蛋白的试剂或试剂盒，所述试剂或试剂盒含 有本文任一所述的核酸适配体或任一所述探针。
所述试剂盒还包括PCR扩增所需要的Taq DNA聚合酶、dNTP、PCR缓冲液、Mg 2+中的一种或多种。
所述试剂盒的各种试剂组分可以存在于分开的容器中，或者可以全部或部分预组合成试剂混合物。
本发明还提供了用于预防、改善或治疗sST2相关疾病的药物，所述药物含有本文任一所述的核酸适配体或任一所述探针。
进一步地，所述药物还含有一种或多种药学上可接受的载体。
所述药学上可接受的载体可为稀释剂、赋形剂、填充剂、粘合剂、湿润剂、崩解剂、吸收促进剂、吸附载体、表面活性剂或润滑剂。
本发明还提供了特异性靶向sST2蛋白的载药系统，所述载药系统含有本文任一所述的核酸适配体或任一所述探针。
所述载药系统可为脂质体递药系统、聚合物胶束递药系统、聚合物圆盘递药系统或纳米粒递药系统。
所述载药系统用于药物的靶向运输和/或定点释放。
本发明还提供了本文任一所述核酸适配体或任一所述探针的下述任一种应用：
B1)在制备预防、改善或治疗sST2相关疾病的药物或产品中的应用；
B2)在检测sST2蛋白或制备检测sST2蛋白的产品中的应用；
B3)在制备用于结合sST2蛋白的产品中的应用；
B4)在制备用于sST2蛋白的体内显像的产品中的应用；
B5)在制备筛查、诊断或辅助诊断sST2相关疾病中的应用；
B6)在制备sST2相关疾病的预后评估的产品中的应用；
B7)在制备预测sST2相关疾病的患者死亡几率的产品中的应用；
B8)在制备评估心力衰竭危险分层的产品中的应用。
上述应用中，所述sST2相关疾病可为心血管疾病。
上述应用中，所述心血管疾病包括心力衰竭、动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死、冠心病、急性冠脉综合征、主动脉瘤或主动脉夹层但不限于此。
本发明还提供了一种检测sST2蛋白的方法，所述方法包括将报告基团标记在SEQ ID No.1-10所示的任一核酸适配体上，使标记了报告基团的核酸适配体与待测样品相互作用，通过对报告基团的信号检测实现对sST2蛋白的检测。
进一步地，所述报告基团可为生物素或荧光基团，所述荧光基团可为Rhodamine、FAM、FITC、BODIPY、Cy3、Cy5、VIC、HEX、TRT、ROX、JOE、TAMRA但不限于此。
上述应用和方法的目的可以是疾病诊断目的、疾病预后目的和/或疾病治疗目的，它们的目的也可以是非疾病诊断目的、非疾病预后目的和非疾病治疗目的；它们的直接目的可以是获取疾病诊断结果、疾病预后结果和/或疾病治疗结 果的中间结果的信息，它们的直接目的可以是非疾病诊断目的、非疾病预后目的和/或非疾病治疗目的。
本文所述核酸适配体可为单链DNA(ssDNA)适配体或单链RNA(ssRNA)适配体。
本文所述sST2相关疾病可为由IL-33/ST2信号通路异常所引起的疾病。
本文所述产品可为试剂盒、试纸或生物传感器。
本发明还提供了本文任一所述核酸适配体或所述探针的下述任一种应用：
C1)在预防、改善或治疗sST2相关疾病中的应用；
C2)在sST2蛋白的体内显像中的应用；
C3)在筛查、诊断或辅助诊断sST2相关疾病中的应用；
C4)在sST2相关疾病的预后评估中的应用；
C5)在预测sST2相关疾病的患者死亡几率中的应用；
C6)在评估心力衰竭危险分层中的应用；
C7)在sST2相关疾病的治疗监测中的应用；
C8)在纯化sST2蛋白中的应用。
上述应用中，所述sST2相关疾病可为心血管疾病。
上述应用中，所述心血管疾病可包括心力衰竭、动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死、冠心病、急性冠脉综合征、主动脉瘤或主动脉夹层但不限于此。
本发明还提供了筛查、诊断或辅助诊断sST2相关疾病的方法，所述方法可包括：从受试者获得包含血清、血液或血浆的样品，然后利用本文所述核酸适配体检测所述样品中sST2蛋白的含量，根据所述sST2蛋白的含量进行sST2相关疾病的筛查、诊断或辅助诊断。
本发明还提供了治疗sST2相关疾病的方法，所述方法包括向已被诊断患有sST2相关疾病的受试者施用所述核酸适配体或与所述核酸适配体偶联的sST2抑制剂。
上述方法中，所述sST2抑制剂可为抑制ST2L/IL-33信号通路的试剂。
上述方法中，所述sST2相关疾病可为心血管疾病。
上述方法中，所述心血管疾病可包括心力衰竭、动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死、冠心病、急性冠脉综合征、主动脉瘤或主动脉夹层但不限于此。
本发明采用MCP-SELEX技术，结合高通量测序技术及生物信息学分析，降低筛选的轮次并获得候选核酸适配体。进一步分析其亲和性和特异性，得到特异性识别sST2蛋白的ssDNA适配体。本发明的ssDNA适配体具有特异性高、稳定性高、合成方便、易标记功能基团等特点，可特异性识别和结合sST2蛋白，用于sST2蛋白的检测及生物传感器的制备；同时本发明的ssDNA适配体也是sST2参与相关疾病的潜在治疗药物，可制备用于临床诊断的试剂或疾病治疗的药物。
本发明为sST2的检测提供了可在体外筛选、可高通量获得、筛选周期短、 合成方便且稳定性良好、亲和力高、易修饰和标记的高特异性核酸适配体。同时，本发明的核酸适配体可单独使用或携带相关药物，对sST2参与的疾病的治疗具有开发前景。
附图说明
图1为人sST2蛋白的纯化电泳结果图。
图2为第1、2、3、4、5、6、7轮筛选后洗脱比(左一)、结合比(左二)、信噪比的百分比(左三)。
图3为实施例2中的EMSA实验结果。
图4为实施例3中核酸适配体Apt4(SEQ ID No.4)、Apt5(SEQ ID No.5)和Apt6(SEQ ID No.6)与sST2蛋白亲和力检测实验结果。
实施发明的最佳方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的sST2蛋白购自北京义翘神州科技股份有限公司(Cat:10105-H08H)。其纯化电泳(SDS-PAGE)结果如图1所示。
实施例1、筛选靶向人sST2蛋白的单链DNA核酸适配体
使用指数富集配体系统进化技术(SELEX)及高通量测序技术，应用生物信息学分析，得到靶向人sST2蛋白的单链DNA(ssDNA)核酸适配体。
具体步骤如下：
1、构建随机ssDNA文库
随机ssDNA文库包含两个引物区域和一个35个碱基的随机区域，其核苷酸序列如SEQ ID No.11所示，其中SEQ ID No.11的第1-20位为正向引物区域，SEQ ID No.11的第56-75位为反向引物区域，SEQ ID No.11的第21-55位为35个核苷酸N，N代表A、G、C或T。
其中正向引物区域对应的正向引物序列为：
5’-GACAGGCAGGACACCGTAAC-3’(SEQ ID No.12)；
反向引物区域对应的反向引物序列为：
5’-GAAGAGGAGGGAGGTAGCAG-3’(SEQ ID No.13)。
2、磁珠负筛
2-1、将10ul 100mM随机的ssDNA文库溶解在480ml的Binding buffer中(137mM NaCl；2.7mM KCl；4.3mM Na 2HPO 4；1.4mM KH 2PO4)95℃水浴加热10min，冰浴猝冷10min，放置室温10min，制备形成二级结构的ssDNA核 酸适配体文库。
2-2、活化磁珠，磁珠经50mg/mL的EDC和50mg/mL NHS处理，形成羧基化的磁珠，用25mM的MES溶液(pH＝5.0)清洗2次，加入10μL Binding Buffer，使磁珠分散在Binding Buffer中，待用。
2-3、将活化后的磁珠全部加入到ssDNA文库溶液中，总体积为500μL，室温下孵育30min，孵育结束后弃磁珠(磁性分离)，留上清液。
3、磁珠筛选与靶标分子(sST2)结合的ssDNA
3-1、将10μL 10μM的sST2蛋白加入到上清液中，25℃室温中旋转1h。
3-2、活化磁珠，步骤同2-2。
3-3、将活化后的磁珠加入到孵育sST2的ssDNA溶液中，室温下孵育30min，孵育结束后弃上清，留磁珠。
3-4、向磁珠中加入500μL Binding Buffer后，置于振荡器上充分混合5min，置于强力磁铁上1min，取出上清液，重复清洗4次(每次5min)，收集每次的上清液(W1-W4)。
3-5、向清洗后的磁珠中加入1.8μL Proteinase K(20mg/mL)，用Binding Buffer定容至120μL，放置于52℃恒温箱中2h，反应结束后在95℃下震荡加热20min，使Proteinase K(蛋白酶K)失活，取出120μL上清液，即为第一轮筛选的洗脱液(R1)。
4、制备下一轮筛选用的ssDNA文库
4-1、以洗脱液(R1)为模板制备PCR小样本，设置不同的扩增轮数，通过凝胶电泳评判哪个循环的扩增浓度及扩增杂带最少。通常设置的轮数为：5、9、12、15、18、21，PCR时需加上空白对照；小样本PCR体系如表1所示。
表1小样本PCR体系(20ul)
组分 体积
Taq酶 10ul
水 4ul
正向引物 2ul(使用带Biotin的引物)
反向引物 2ul(使用带Biotin的引物)
模板 2ul
总体积 20ul
在72度延伸时将完成轮数的样本取出。
4-2、大样本PCR
小样本PCR后通过凝胶电泳实验评判最优的循环数，并依据该循环数进行大样本PCR，每管100ul的体积，需6-8管。大样本PCR体系如表2所示。
表2大样本PCR体系(100ul)
组分 体积
Taq酶 50ul
水 20ul
正向引物 10ul(使用带Biotin的引物)
反向引物 10ul(使用带Biotin的引物)
模板 10ul
总体积 100ul
4-3、单链DNA制备(次级文库)
①将大样本PCR后的产物，依次缓慢通过链霉素包被的琼脂糖珠子，样本全部通过柱子后，用200ul PBS清洗2次。
②加入NaOH 100ul，收集过柱后的液体即为目标单链DNA，加入2ul 15M的HCL(盐酸)中和，混匀。
③检测收集的单链DNA(ssDNA)溶液的浓度，作为下一轮筛选的文库。
5、荧光定量PCR检测筛选文库的富集程度
5-1、以步骤3-4中收集的上清液W1-W4和第一轮的洗脱液R1为模板，进行荧光定量PCR。
5-2、通过荧光定量PCR的循环数和标准曲线可以得到每轮筛选的洗脱比、结合比和信噪比，依据这些参考评估文库的富集程度。
6、多轮筛选及高通量测序
6-1、重复1-5的筛选步骤，每次筛选均以上一轮得到的次级文库作为初始文库。在筛选过程中通过降低文库投入量、加入负筛蛋白等来增加筛选压力，以增加ssDNA文库的富集程度。
6-2、经过7轮筛选，荧光定量PCR结果显示ssDNA文库已经富集显著，远高于第6轮(结果如图2所示)，因此将第6轮和第7轮的ssDNA进行PCR扩增，扩增纯化后的产物进行高通量测序，通过对比测序结果的丰度，确定了前10条DNA序列，其核苷酸序列如表3所示。
表3丰度排名前10的核酸适配体序列信息
名称 序列号 长度 序列(5’-3’)
Apt1 SEQ ID No.1 35 TCCATCCACTCGGGGCTAGAAGCCGTGAGAATCTG
Apt2 SEQ ID No.2 35 TCCATCCACTCGGGCCCTAGGGCGTGTATGTCCAT
Apt3 SEQ ID No.3 35 TCCATCCACTCGGCCTACTAAGGGTTTCGTTCACC
Apt4 SEQ ID No.4 36 TCCATCCACTCGGGGCGGGGGCTCGTGCTCTATTTC
Apt5 SEQ ID No.5 35 CCTCCATCCACTCGGCGCAACGCCGGGGCTCGGCC
Apt6 SEQ ID No.6 35 TCCATTCACTCGACCGCTGACGCGGGTGTCGTTTT
Apt7 SEQ ID No.7 35 TCCATGCACTCGCCCTTGAAAGGGTTCCCTCCGTT
Apt8 SEQ ID No.8 35 TCCATCCACTCGGCGCCACGCGGTTTCTCCAGATT
Apt9 SEQ ID No.9 35 TCCATGCACTCGCGCTACCGGCGTGCCCGTAGATC
Apt10 SEQ ID No.10 35 TCCATTCACTCGCAGCGGGGTCGCGTGAGGCGCAA
实施例2、凝胶电泳迁移率实验(EMSA)检测核酸适配体与sST2蛋白的结合 情况
EMSA(Electrophoretic Mobility Shift Assay)是一种检测蛋白质和DNA序列(或RNA序列)相互结合的体外技术，可用于定性和定量分析。通常将纯化的蛋白和DNA序列(或RNA序列)在均相环境中孵育，然后在非变性聚丙烯胺(PAGE)凝胶电泳上分离蛋白-DNA复合物和非结合序列。分离的原理是蛋白-DNA复合物由于DNA上结合了蛋白这类大分子物质，从而导致其移动速率较非结合序列慢。
实验步骤如下：
1、DNA热处理
按照表4所示的实验配方，将核酸适配体加入到缓冲溶液和无核酶水中，于95℃加热10分钟，冰上猝冷10分钟，室温10分钟。
表4 DNA热处理实验配方
Figure PCTCN2022119001-appb-000001
2、DNA和靶标孵育
将上述DNA溶液与sST2蛋白缓慢混匀，终体积为20μL，且用仅含适配体、不含蛋白的样品作为阴性对照，室温下旋转孵育30分钟。
3、凝胶电泳
取阴性对照和样本进行非变性PAGE凝胶电泳，染料染色后进行凝胶成像，并用成像软件进行分析。结果如图3所示，SEQ ID No.1-10所示的核酸适配体Apt1-10与sST2均具有较强的结合性，其中SEQ ID No.4所示的Apt4、SEQ ID No.5所示的Apt5和SEQ ID No.6所示的Apt6结合较为显著。
实施例3、核酸适配体Apt4、Apt5和Apt6与sST2蛋白亲和力的测定
1、将检测靶标sST2蛋白与经过硅烷化和双官能团化处理的光纤进行孵育，室温6h。
2、Apt4、Apt5和Apt6的DNA经过CY5.5标记，并配制不同浓度的Apt4、Apt5和Apt6的DNA：0nM、10nM、50nM、100nM、200nM、500nM、1000nM。
3、将光纤装入检测的仪器，每个核酸适配体的浓度依次按照进样设定的步骤(如表5所示)通过检测仪。
表5进样设定步骤
进样的步骤 进样时间 等待时间
缓冲液 20s 5s
样品(A48-cy5) 20s 180s(结合)
缓冲液 20s 180s(解离)
再生液 30s 5s
缓冲液 30s 0s
表5中缓冲液组成为137mM NaCl；2.7mM KCl；4.3mM Na 2HPO 4；1.4mM KH 2PO4；再生液为2M NaCl。
4、记录每个浓度梯度DNA进入检测仪的荧光光度值，依据测定的荧光光度值，通过GraphPad Prism软件进行曲线拟合，用公式Y＝Bmax*X/(Kd+X)进行Kd值的计算。结果如图4所示，SEQ ID No.4所示的Apt4与sST2蛋白的结合值Kd为127nM，SEQ ID No.5所示的Apt5与sST2蛋白的结合值Kd为188nM，SEQ ID No.6所示的Apt6与sST2蛋白的结合值Kd为173nM。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
工业应用
本发明采用MCP-SELEX技术，结合高通量测序技术及生物信息学分析，降低筛选的轮次并获得候选核酸适配体。进一步分析其亲和性和特异性，得到特异性识别sST2蛋白的ssDNA适配体。本发明的ssDNA适配体具有特异性高、稳定性高、合成方便、易标记功能基团等特点，可特异性识别和结合sST2蛋白，用于sST2蛋白的检测及生物传感器的制备；同时本发明的ssDNA适配体也是sST2参与相关疾病的潜在治疗药物，可制备用于临床诊断的试剂或疾病治疗的药物。
本发明为sST2的检测提供了可在体外筛选、可高通量获得、筛选周期短、合成方便且稳定性良好、亲和力高、易修饰和标记的高特异性核酸适配体，所述核酸适配体可化学合成，不依靠生物，价格便宜；且易于保存。同时，本发明的核酸适配体可单独使用或携带相关药物，对sST2参与的疾病的治疗具有开发前景。

Claims (10)

  1. 核酸适配体，其特征在于，所述核酸适配体为下述任一种：
    A1)核苷酸序列是SEQ ID No.4、6、5、1、2、3、7、8、9和10中的任一单链DNA；
    A2)与A1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且特异性识别sST2蛋白的任一单链DNA；
    A3)由A1)所示的单链DNA转录且特异性识别sST2蛋白的任一单链RNA；
    A4)在严格条件下与A1)或A3)限定的核苷酸序列杂交，且特异性识别sST2蛋白的任一单链DNA或单链RNA。
  2. 探针，其特征在于，所述探针为权利要求1所述的任一核酸适配体被标记物标记得到的物质。
  3. 传感器，其特征在于，所述传感器含有权利要求1所述的任一核酸适配体或权利要求2所述探针。
  4. 用于检测sST2蛋白的试剂或试剂盒，其特征在于，所述试剂或试剂盒含有权利要求1所述的任一核酸适配体或权利要求2所述探针。
  5. 用于预防、改善或治疗sST2相关疾病的药物，其特征在于，所述药物含有权利要求1所述的任一核酸适配体或权利要求2所述探针。
  6. 特异性靶向sST2蛋白的载药系统，其特征在于，所述载药系统含有权利要求1所述的任一核酸适配体或权利要求2所述探针。
  7. 权利要求1所述的任一核酸适配体或权利要求2所述探针的下述任一种应用：
    B1)在制备预防、改善或治疗sST2相关疾病的药物或产品中的应用；
    B2)在检测sST2蛋白或制备检测sST2蛋白的产品中的应用；
    B3)在制备用于结合sST2蛋白的产品中的应用；
    B4)在制备用于sST2蛋白的体内显像的产品中的应用；
    B5)在制备筛查、诊断或辅助诊断sST2相关疾病中的应用；
    B6)在制备sST2相关疾病的预后评估的产品中的应用；
    B7)在制备预测sST2相关疾病的患者死亡几率的产品中的应用；
    B8)在制备评估心力衰竭危险分层的产品中的应用。
  8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述sST2相关疾病为心血管疾病。
  9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述心血管疾病包括心力衰竭、动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死、冠心病、急性冠脉综合征、主动脉瘤或主动脉夹层。
  10. 一种检测sST2蛋白的方法，其特征在于，所述方法包括将报告基团标记在权利要求1所述的任一核酸适配体上，使标记了报告基团的核酸适配体与待测样品相互作用，通过对报告基团的信号检测实现对sST2蛋白的检测。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114350670B (zh) * 2022-03-18 2022-06-14 北京市心肺血管疾病研究所 特异性识别可溶性st2蛋白的核酸适配体及其应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003094856A2 (en) * 2002-05-09 2003-11-20 The Brigham And Women's Hospital, Inc. 1l1rl-1 as a cardiovascular disease marker and therapeutic target
CN105259353A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 北京市心肺血管疾病研究所 一种主动脉瘤和/或主动脉夹层患者血液中可溶性st2的检测试剂盒及检测方法
WO2017181163A2 (en) * 2016-04-16 2017-10-19 Oncocyte Corporation Methods and compositions for detection and diagnosis of breast cancer
CN107422131A (zh) * 2017-07-28 2017-12-01 江苏龙维生物科技有限公司 可溶性st2的检测方法及检测试剂盒
CN114350670A (zh) * 2022-03-18 2022-04-15 北京市心肺血管疾病研究所 特异性识别可溶性st2蛋白的核酸适配体及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106018789A (zh) * 2016-08-03 2016-10-12 北京德奥平生物技术有限公司 一种st2定量检测方法及试剂盒
CN112457392B (zh) * 2021-01-27 2021-04-27 天津奇云诺德生物医学有限公司 一种可溶性st2蛋白抗原决定簇多肽及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003094856A2 (en) * 2002-05-09 2003-11-20 The Brigham And Women's Hospital, Inc. 1l1rl-1 as a cardiovascular disease marker and therapeutic target
CN105259353A (zh) * 2015-10-15 2016-01-20 北京市心肺血管疾病研究所 一种主动脉瘤和/或主动脉夹层患者血液中可溶性st2的检测试剂盒及检测方法
WO2017181163A2 (en) * 2016-04-16 2017-10-19 Oncocyte Corporation Methods and compositions for detection and diagnosis of breast cancer
CN107422131A (zh) * 2017-07-28 2017-12-01 江苏龙维生物科技有限公司 可溶性st2的检测方法及检测试剂盒
CN114350670A (zh) * 2022-03-18 2022-04-15 北京市心肺血管疾病研究所 特异性识别可溶性st2蛋白的核酸适配体及其应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG YUAN, TAN XIN, GAO HAI, YUAN HUI, HU RONG, JIA LIXIN, ZHU JUNMING, SUN LIZHONG, ZHANG HONGJIA, HUANG LIANJUN, ZHAO DONG, GAO : "Magnitude of Soluble ST2 as a Novel Biomarker for Acute Aortic Dissection", CIRCULATION, AMERICAN HEART ASSOCIATION, US, vol. 137, no. 3, 16 January 2018 (2018-01-16), US , pages 259 - 269, XP093092689, ISSN: 0009-7322, DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.117.030469 *
WANG YUAN; WANG XUE; JIANG WENXI; WANG LVYA; REN LU; DU JIE: "Correlation Study between Thoracic Aortic Aneurysm and/or Dissection and sST2 in Plasma", XINFEIXUEGUANBING ZAZHI - JOURNAL OF CARDIOVASCULAR AND PULMONARY DISEASES, SHOUDU YIKE DAXUE FUSHU BEIJING ANZHEN YIYUAN, CN, vol. 38, no. 5, 30 May 2019 (2019-05-30), CN , pages 490 - 493, XP009548804, ISSN: 1007-5062 *

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