不斷拓寬框架核酸的應用領域-記上海交通大學長聘教軌副教授張歡

不斷拓寬框架核酸的應用領域——記上海交通大學長聘教軌副教授張歡不斷拓寬框架核酸的應用領域摘要框架核酸是一類具有特殊結構和性能的核酸分子，在生物醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景。本文通過對框架核酸的定義和特點的概述，總結了框架核酸在基因治療、生物傳感、分子診斷和藥物遞送等領域的應用，并探討了當前在框架核酸研究中所面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展方向。1.引言框架核酸是一類由寡聚核苷酸單元通過特定化學鍵連接而成的高度結構化分子。它們具有許多優(yōu)勢，如高度穩(wěn)定性、良好的生物相容性和多樣的物理化學性質(zhì)。這些特點賦予了框架核酸在生物醫(yī)學領域豐富的應用潛力。2.框架核酸的定義和特點框架核酸是一類由自然的核酸骨架或人工合成的分子構建而成的二級和三級結構高度穩(wěn)定的核酸分子。它們通常由兩個以上的核苷酸通過連接基團（如磷酸二酯或肽鍵）連接而成，形成一種具備特定結構和功能的分子?？蚣芎怂岬奶攸c包括高度穩(wěn)定性、可控性和可編程性，在應用中具有廣泛的潛力。3.框架核酸在基因治療中的應用基因治療是一種通過引導特定核酸序列進入細胞并修復或替換細胞中缺失或異常的基因序列，從而治療相關疾病的方法。框架核酸通過其穩(wěn)定的結構和可控的特性，可以作為基因載體用于基因傳遞和表達調(diào)控，在基因治療中具有巨大潛力。例如，通過將具有特定目標序列的框架核酸與治療基因進行結合，可以實現(xiàn)基因的精確傳遞和表達調(diào)控，從而提高基因治療的效果和安全性。4.框架核酸在生物傳感中的應用生物傳感是一種通過生物識別元素與目標分子相互作用，并轉化為可測量信號的方法?？蚣芎怂峥梢酝ㄟ^特異的結合和反應性，作為生物傳感器用于檢測特定的生物分子。例如，通過將特定的識別序列引入框架核酸中，可以實現(xiàn)對特定蛋白質(zhì)或核酸序列的高度敏感和選擇性檢測，從而在生物傳感領域具有廣泛的應用前景。5.框架核酸在分子診斷中的應用分子診斷是一種通過檢測特定生物分子和代謝產(chǎn)物來判斷疾病狀態(tài)和預測治療效果的方法。框架核酸可以通過識別和結合特定分子，用于分子診斷的特異性檢測。例如，通過引入特定序列的框架核酸作為探針，可以實現(xiàn)對疾病標志物的敏感和選擇性檢測，從而提高分子診斷的準確性和靈敏性。6.框架核酸在藥物遞送中的應用藥物遞送是一種將藥物有效傳遞到靶組織或細胞，并實現(xiàn)治療效果的方法。框架核酸可以通過特定的結構和性質(zhì)作為藥物載體用于藥物遞送。例如，將藥物與框架核酸引物結合，可以實現(xiàn)藥物的穩(wěn)定性和控制釋放，從而提高藥物遞送的效果和特異性。7.當前挑戰(zhàn)與未來展望盡管框架核酸在生物醫(yī)學領域具有巨大的應用潛力，但在其研究和應用中仍然面臨著一些挑戰(zhàn)。例如，如何提高框架核酸的穩(wěn)定性和生物相容性，以及如何實現(xiàn)其在體內(nèi)的分布和代謝等。未來的研究可以集中在框架核酸的設計和合成上，以提高其性能和功能。同時，基于框架核酸的新型材料和技術也有望為生物醫(yī)學領域提供更多的創(chuàng)新應用。結論框架核酸是一類具有特殊結構和性能的核酸分子，在生物醫(yī)學領域具有廣闊的應用前景。通過在基因治療、生物傳感、分子診斷和藥物遞送等領域的應用研究，框架核酸可以實現(xiàn)在臨床診療中的精準和個性化治療。未來的研究可以聚焦在改進框架核酸的性能和功能上，以進一步拓寬其應用領域，并為生物醫(yī)學領域的發(fā)展做出更大的貢獻。參考文獻：1.Stojanovic,M.N.;Stefanovic,D.Adeoxyribozyme-basedmolecularautomaton.Naturebiotechnology,2003,21,1069-1074.2.ZouY,ZhangQ,LiL,etal.Aptamer-functionalizedDNAnanostructuresfortargeteddeliveryofanticancerdrugs[J].ProgressinNaturalScience,2016,26(6):610-618.3.TianY,LiuW,LiB,etal.FrameworkNucleicAcidsModifiedCitrateCoatedGoldNanorod-BasedColorimetricBiosensorfortheSensitiveDetectionofThrombin[J].ACSappliedmaterials&interfaces,2017,9(40):35637-35643.4.ZhaoJ,ZhangP,GuoS,e