在國家自然科學(xué)基金等的資助下，湖南大學(xué)化學(xué)生物傳感與計(jì)量學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室王柯敏教授課題組在核酸適配體的腫瘤活體熒光分子成像研究中，首次提出了基于細(xì)胞膜蛋白觸發(fā)構(gòu)型變化的“激活式核酸適配體探針”概念，設(shè)計(jì)合成了一種針對腫瘤細(xì)胞特異性表達(dá)蛋白的發(fā)夾型激活式核酸適配體探針，顯著提高腫瘤細(xì)胞成像反差、縮短檢測時間，成功用于裸鼠腫瘤活體實(shí)時熒光成像。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在美國科學(xué)院院刊上（PNAS 2011, 108, 3900-3905）。自然出版集團(tuán)著名期刊SciBX用核酸適配體成像（Imaging with aptamers）為題對該工作迅速以封面故事（Cover Story）形式進(jìn)行了亮點(diǎn)報(bào)道和評述。

　　核酸適配體（又稱Aptamer）是利用核苷酸之間嚴(yán)格的識別能力和親和力而設(shè)計(jì)的人工合成寡核苷酸，并通過指數(shù)富集配體的系統(tǒng)進(jìn)化（SELEX）技術(shù)篩選而獲得。它不僅具有類似抗體對靶標(biāo)高特異性和高親和力的特點(diǎn)，更在許多方面優(yōu)于抗體，如：靶標(biāo)種類豐富（包括離子、有機(jī)染料、蛋白、完整的腫瘤細(xì)胞等）、合成方法簡便且重復(fù)性好、修飾靈活以及便于長期貯存和常溫運(yùn)輸?shù)?。特別是作為一種分子量小、陰離子性且無免疫原性的分子探針，核酸適配體在活體內(nèi)具有組織滲透和吞噬速率快，血液和非靶組織滯留時間短和靶組織聚集效率高等優(yōu)勢，是一種潛在理想的活體成像探針。傳統(tǒng)的核酸適配體活體成像探針主要是采用“always on”模式，由于信號始終存在，在活體內(nèi)往往表現(xiàn)出背景信號高、檢測時間長、成像對比度不高和靈敏度有限等缺點(diǎn)。如果能夠巧妙設(shè)計(jì)只有在特定靶腫瘤目標(biāo)刺激下才能產(chǎn)生可檢測信號的激活式核酸適配體成像探針，則有可能顯著降低活體成像背景，縮短檢測時間，提高腫瘤成像對比度和檢測靈敏度，為活體腫瘤的診斷分析提供一種更為理想的成像模式。

　　針對活體腫瘤的高靈敏度、高特異性檢測需要，該課題組創(chuàng)新性的提出了“激活式核酸適配體探針”的概念，以人類急性白血病細(xì)胞CCRF-CEM細(xì)胞的核酸適配體為模型，構(gòu)建了針對CCRF-CEM細(xì)胞膜表面腫瘤標(biāo)志性蛋白的激活式核酸適配體探針，不僅成功實(shí)現(xiàn)了緩沖液和血清體系中CCRF-CEM細(xì)胞的快速、靈敏、特異檢測以及活體內(nèi)CCRF-CEM腫瘤的高對比度和特異性診斷成像，而且與傳統(tǒng)“always on”單熒光標(biāo)記核酸適配體探針相比，成像反差顯著提高，檢測時間也由原來的數(shù)小時縮短至十幾分鐘。該研究不僅為核酸適配體在腫瘤活細(xì)胞檢測和活體成像研究中的應(yīng)用提供了全新的手段和思路，而且為腫瘤活體熒光分子成像領(lǐng)域開發(fā)了一類具有普遍適用潛力的激活式分子探針，具有重要的科學(xué)價(jià)值和廣泛的臨床前實(shí)驗(yàn)以及臨床實(shí)驗(yàn)應(yīng)用前景。