《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》圍繞功能性寡核苷酸及其應用,係統介紹瞭核酸適配體的體外篩選原理、技術方法以及近年來在基礎醫學、臨床診斷、藥物研究等方麵的應用。主要包括各種靶分子的適配體體外篩選技術;用核酸適配體作為藥理探針在體內和體外確定靶標、蛋白功能分析、活體成像和適配體在臨床治療研究中的應用等。書中內容均為該領域最新研究成果,其介紹的內容和方法對於國內適配體研究工作者具有指導意義和良好參考價值。
屈鋒,北京理工大學,教授,研究方嚮為生物醫學分析檢測和生物分離。研究內容涉及:蛋白質與核酸分析及相互作用;核酸適配體篩選;蛋白質組學分析方法;細胞活性分析及毒性物質評價;微生物特性及分析檢測。主持和承擔國傢級科研項目:973《蛋白質分析鑒定新技術與新方法》;科技部“十一五”科技支撐計劃《高通量蛋白質分離檢測係統的研製與開發》;國傢自然科學基金麵上項目《基於模式病原菌全細胞核酸適配體的毛細管電泳篩選方法研究》等。
16.1.2 成像的要求
與小分子、肽和抗體片段一樣,適配體是分子成像中有前景的工具。研究中,適配體已成功用於核酸和蛋白質分子靶標。與具有對靶標的高特異性和親和性一樣,閤適的化學穩定性,快速的藥代動力學,無免疫原性和毒副作用也是適配體作為有效的成像試劑的先決條件。正如已經在“escort”適配體概念中所描述的那樣,為瞭盡早獲得高信噪比,快速的組織滲透和對靶標的高親和結閤是排在首位的要求(Hicke等,2000)。
與乾預治療相比,成像中不需在疾病過程中直接乾涉,如活化或抑製酶或其他信號通路。疾病器官或組織中的放射標記靶試劑的積纍,能僅通過結閤以及通過腎或肝膽排泄去除未結閤的部分後發生。總之,快速的組織滲透和靶嚮纍積結閤快速排泄是SPECT和PET應用首選的材料,主要使用半衰期短的同位素,如SPECT中的99mTc(t1/2=6h)和PET中的18F(t1/2=2h)。因此,在常規的核醫學診斷中,需要盡早時間點的高信噪比。這方麵的重要參數是指腫瘤與血液之比高,腫瘤與正常組織之比高,齣現的尿液排泄比肝膽清除快(錶16.2,癌癥放射診斷中體內靶標示蹤劑的最佳性能)。相對於治療應用,診斷成像中,靶位處的高濃度的放射標性記的適配體不如高信噪比更重要,因為當健康器官和組織中的示蹤劑消除快速發生時,低濃度的示蹤劑甚至可通過疾病器官自身吸收而獲得高信噪比。
16.2 體內成像用適配體
16.2.1 體內應用的寡核苷酸性質
利用SELEX過程已經産生瞭一些受人關注的靶標的適配體,它們具備很有前途的體外特性。然而,目前隻有少量的成功用於體內成像實驗的適配體的報道。因為通常不可能根據寡核苷酸和其它靶標試劑的體外數據進行體內情況的推斷,所以在放射標記後研究寡核苷酸的生物分布和成像特點是錶徵它們體內行為的有益方法,這也與利用寡核苷酸作為藥物開發的工具以及開發寡核苷酸藥物本身有關。
兩個關鍵的性質-在生物體液中的穩定性和係統性的清除-決定瞭適配體的生物利用度。開發這類化閤物作為藥物的主要障礙仍然是它們對於血漿中核酸內切酶和核酸外切酶的不穩定。適配體在血液中的快速降解阻止瞭它與靶的結閤,導緻成像中的信噪比不足。在這方麵,RNA適配體被證明比DNA適配體更穩定。寡核苷酸骨架(如磷酸二酯,硫代磷酸,甲基二酯)的後SELEX修飾,或在核糖位置上引入2’-氨基,氟或甲氧基團能夠顯著提升寡核苷酸的穩定性。必需確定在適配體序列中的閤適的位置進行這些後SELEX修飾,因為它們能顯著影響結閤的親和性或適配體的體內性質(Schmidt等,2004)。硫代磷酸寡核苷酸錶現齣對血漿蛋白的高結閤性和持續的被肝髒和腎髒吸收(Tavitian等,1998),並且發現它們的代謝物排泄進入尿液。相反,2’-甲氧基RNA或2’-氟嘧啶適配體的主要排泄完完全全通過腎髒。核苷酸的取代或其它修飾,如通過聚乙二醇化增加分子大小也嚴重影響體係的清除速率。此外,選擇放射性同位素(見錶16.3)以及它的螯閤物對放射性標記寡核苷酸的生物分布有重要的影響(Zhang等2000和Kühnast等,2000)。
一般用來阻止血漿中3’-核酸外切酶降解的3’-帽子(Dougan等,1997)可使適配體在血液中的穩定性顯著增加。其它欲獲得更高的體內穩定性的策略産生瞭閤成的鏡像異構體,鎖核酸(LNAs)和肽核酸(PNAs)。由於具有更高的穩定性和可快速在體內清除,PNA是成像中最受關注的。此外,它們能被設計成具有跨細胞膜的性質(Mier等,2000),這開啓瞭它們用於細胞內靶標成像的可能性(參見Tung的綜述,2000)。
盡管前麵提到的一種或多種策略得到的適配體的穩定性是它們在體內應用的前提,但是不得不考慮到高的穩定性可能也導緻高的背景活性,因而卻導緻成像中的低信噪比。例如,適配體TTA1的LNA衍生物在經99mTC標記後已經用於體內的腫瘤靶標研究(Schmidt等,2004)。盡管更高的血漿穩定性導緻小鼠內腫瘤的吸收增加,但觀察到的組織的背景增加和腎及肝膽排泄的減慢現象則導緻更低的信噪比(錶16.4)。此外,TTA1的2’-甲氧基和LNA骨架修飾使鼠類的生物分布嚮更高的尿液清除和腎髒吸收移動,而未修飾的TTA1則錶現齣更高的腸道吸收和更快的糞便排泄。總之,適配體的兩種關鍵性質的平衡——穩定性,允許充分的靶標定嚮和體內清除,以及在不含靶標的器官和組織中的低背景活性——針對每種適配體必須進行優化。快速的腎髒清除可以在用藥後很快引起非常高的信噪比,隻要能夠實現特異性的分子在靶標處的滯留。
在動物中已經觀察到適配體有非特異性的吸附血清蛋白或細胞的傾嚮,在係統給藥後,適配體保留在非靶組織如排泄器官。適配體骨架的高負電荷似乎是這個現象的原因,因為它增加瞭成像過程中背景的活性。
適配體到它們的靶標的有效傳輸是它們在體內應用的另一個主要障礙,已經進行瞭一些提升灌注穿透內皮細胞層和提升細胞的吸收和內化的嘗試。如陽離子脂質,多胺或閤成載體已經用於剋服大多數寡核苷酸的高度電荷化的骨架,這可以阻止它們與細胞內的靶標結閤。然而,適配體在成像中有關載體的成功應用還沒有報道。
16.2.2 不同類型的靶嚮試劑比較
適配體的分子量大約為10-15kDa,介於肽和抗體片段之間。與抗體和抗體片段(scFv,Fab)相比,適配體的一些特色在成像中是優勢:
·與抗體相比,由於適配體分子尺寸更小,它能更快的擴散進入組織和器官,産生更快的靶嚮定位(和成像)。
·適配體的分子量更小,導緻在體內循環時間更短,體內的清除更快,成像時背景噪音低。
·快速的體內清除減小瞭病人的輻射劑量(全身的劑量)
·適配體不會引起免疫反應
·由於全部是閤成的,適配體産品價格便宜
肽是比適配體更小的適配體,已經用於定位細胞錶麵的蛋白如G-蛋白偶聯受體。與小分子一樣,它們代錶瞭一種有用的工具,特彆是在PET成像領域。由於多數PET同位素的半衰期短,所以成像應用時需要有快速的藥代動力學。由於適配體庫的高通量篩選通過SELEX過程是可行的,以及適配體的高親和性和特異性和它們的自動閤成,針對體內成像,適配體結閤瞭抗體和肽的優勢(Hicke和Stephens,2000)。根據它們的分子量,適配體似乎仍然是足夠小的分子,用於PET成像很有吸引力。盡管寡核苷酸似乎是閤理藥物設計的非常好的工具,但它們的係統性治療藥物的使用還很少有轉換到體內的應用。産生這種情況的原因是它們固有的脆弱性、較低的生物利用度和非特異性作用的傾嚮(Younes等,2002)。與係統性的治療藥物使用的限製相反,在成像中寡核苷酸總體的適用性已經被證明,今後越來越多的特彆是成像中放射標記的適配體的使用是可以預見的。
……
我一直對生物技術領域的一些前沿概念抱有濃厚的興趣,尤其是那些能夠實現精準乾預和個性化醫療的技術。《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》恰好滿足瞭我對這類知識的渴求。這本書的編排邏輯非常清晰,從基礎理論到技術細節,再到具體的應用場景,層層遞進,讓我能夠循序漸進地理解核酸適配體的原理及其潛在價值。我印象特彆深刻的是關於適配體在藥物研發方麵的論述,書中詳細介紹瞭適配體如何作為“靶嚮導彈”精準作用於癌細胞,同時又盡量規避對正常細胞的損傷。這種“專一性”和“高效性”的特點,讓我看到瞭癌癥治療的全新希望,也對未來精準醫療的發展方嚮有瞭更深刻的認識。此外,書中對適配體在生物傳感器方麵的應用也做瞭深入的探討,我甚至開始想象,未來我們或許可以通過簡單的檢測,就能實時監測體內的各種生物標誌物,從而實現疾病的早期預警和精準乾預。這本書不僅僅是一本技術手冊,更像是一部關於生命科學未來發展藍圖的預言,它所描繪的圖景令人振奮,也讓我對科學技術的力量有瞭更深的敬畏。
評分作為一個對生命科學領域的研究者,《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》對我來說,無疑是一本非常及時的參考工具。我一直密切關注著核酸適配體技術的進展,而這本書恰恰係統地梳理瞭該領域的最新研究成果和應用前景。我特彆欣賞書中對核酸適配體閤成、改造及其性能優化的詳細介紹,這對於我日後的實驗設計和優化提供瞭寶貴的指導。書中的技術細節闡述得非常透徹,無論是不同類型的適配體設計策略,還是高通量篩選平颱的構建,都有深入的分析和對比,幫助我更清晰地認識到不同方法的優缺點。而且,書中對臨床應用的案例剖析也十分深入,從具體的靶點選擇到臨床試驗的設計,都提供瞭非常有價值的參考。我尤其關注書中關於適配體在藥物遞送係統中的應用,以及其在疾病診斷中的高靈敏度檢測技術,這些都是我目前研究的重點方嚮,這本書無疑為我提供瞭堅實的理論基礎和豐富的實踐經驗。閱讀這本書的過程,就像是在進行一次全麵的知識梳理和能力提升,讓我對核酸適配體技術有瞭更宏觀和微觀的認知,為我的後續研究打下瞭堅實的基礎。
評分天哪,我簡直不敢相信自己讀到瞭這本書!《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》這個名字聽起來就很硬核,我本來做好瞭啃一堆枯燥專業術語的準備,但沒想到,它竟然以一種非常人性化的方式打開瞭新世界的大門。首先,我很佩服作者的敘事能力,雖然是講科學,但一點也不乏味。他們並沒有一股腦地把各種化學式和反應機理堆砌過來,而是像講故事一樣,從核酸適配體這個概念的“誕生”講起,中間穿插瞭一些有趣的科學史軼事,讓我在瞭解基本原理的同時,還能感受到科學探索的魅力。我尤其喜歡書中對“文庫篩選”這一核心技術的生動描述,作者用瞭許多形象的比喻,比如把文庫比作大海,把適配體比作尋寶者,把靶標比作閃閃發光的寶藏。這種化繁為簡的方式,讓我這個非專業人士也能輕鬆get到其中的精髓,甚至開始幻想自己也能參與到這種“大海撈針”式的科學發現過程中。而且,書中對實際應用的案例分析也十分到位,從診斷到治療,再到環境監測,各個領域都有涉及,讓我對核酸適配體的未來充滿瞭期待。我感覺自己不僅僅是在讀書,更像是在進行一次智力冒險,每一次翻頁都能發現新的驚喜,解鎖新的認知。這本書真的為我打開瞭一個全新的視角,讓我對生命科學的理解上升到瞭一個前所未有的高度。
評分我一直認為,一本好的科普讀物,不僅要傳遞知識,更要能夠激發讀者的好奇心和想象力。《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》無疑做到瞭這一點。這本書以一種非常引人入勝的方式,將看似復雜的核酸適配體技術呈現在我麵前。我喜歡作者在講解基礎概念時,所使用的那些生動形象的比喻,比如將適配體的特異性比作“完美契閤的鑰匙”或“精密的分子識彆係統”,讓我對這個概念有瞭直觀的理解。書中對實際應用的案例描繪更是充滿瞭科幻色彩,我仿佛看到瞭核酸適配體在未來醫療、診斷等領域的無限潛力,它就像是一位隱形的助手,能夠精準地識彆病竈,協助藥物抵達目標,甚至能夠實時監測我們的健康狀況。這種對未來的描繪,讓我對科學技術的發展充滿瞭信心和期待。這本書讓我不再將核酸適配體視為一個遙遠的、枯燥的科學概念,而是將其理解為一個充滿生命力、能夠解決實際問題的強大工具。它不僅僅拓展瞭我的知識邊界,更點燃瞭我對生命科學和生物技術領域的好奇心,讓我渴望去瞭解更多,去探索更多。
評分說實話,當初拿到《核酸適配體手冊:功能性寡核苷酸及其應用》這本書,我並沒有抱太高的期望,畢竟“手冊”這個詞往往意味著枯燥和死闆。然而,這本書徹底顛覆瞭我的認知。它沒有采用那種冰冷的、技術性的語言,而是通過一種非常生動的、啓發性的方式來闡述復雜的概念。我尤其喜歡書中對於“核酸適配體”本身特性的解讀,作者用大量貼切的比喻,比如將其比作“分子剪刀”或“鎖鑰模型”,讓我這個非專業人士也能輕易理解其獨特的結閤機製和高度選擇性。閱讀過程中,我感覺就像是在和一位經驗豐富的導師在進行一次深度交流,他們不僅傳遞知識,更重要的是激發我的思考。書中對各個應用領域的案例分析也非常詳實,從診斷試劑盒的開發,到新型藥物的設計,再到生物標記物的檢測,都提供瞭具體的實例和深入的剖析。我能夠感受到作者在文字中傾注的對科學研究的熱情,以及對核酸適配體未來發展的深刻洞察。這本書讓我對這個領域産生瞭強烈的興趣,並且激發瞭我深入研究的動力,它不僅僅是一本書,更像是一扇通往無限可能的大門。
評分書還是不錯的,但是沒給發票很不爽,再者,包裝也太次瞭,送到手上時封皮都破瞭
評分書很不錯,是核酸適配體研究領域的必備工具書。
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