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圖1. 環(huán)狀核酸適配體體外篩選示意圖

功能核酸，如核酸適配體，是一種通過體外篩選技術（SELEX）獲得的具有特殊結構和功能的核酸分子。核酸適配體作為一種“化學抗體”，因其親和力高、特異性強、合成容易、生物兼容性好等諸多優(yōu)點，在生物醫(yī)學和食品安全等領域得到了廣泛的關注。傳統(tǒng)的核酸適配體篩選以鏈狀隨機寡核苷酸作為文庫，由此篩選出的核酸適配體在復雜生物體系中其特異性結合能力大大降低，并且生物穩(wěn)定性較差，嚴重阻礙了核酸適配體的實際應用。以凝血酶為例，凝血酶是一種在血液凝固過程中起關鍵作用的蛋白酶，在血栓性疾病中起著重要的作用。近年來，血栓性疾病的發(fā)病率、致殘率和死亡率逐年上升，已成為威脅人民生命健康的“第一大殺手”。因此，研制出安全、高效且低成本的抗凝劑對于血栓性疾病的防治至關重要。

圖2. 不同抗凝劑在血漿中的凝血酶原時間示意圖。所有抗凝劑的凝血酶原時間與空白對照相比都有顯著性差異（*** P < 0.001）。與此同時，凝血酶環(huán)狀核酸適配體的凝血酶原時間相比凝血酶鏈狀核酸適配體以及阿加曲班（常用的商業(yè)化小分子抗凝藥）的凝血酶原時間有明顯的延長（***P < 0.001）。

針對以上難點，研究團隊提出利用環(huán)狀隨機寡核苷酸文庫直接在復雜生物體系中進行體外篩選。利用環(huán)狀DNA分子獨特的結構特征，通過滾環(huán)擴增（RCA）實現(xiàn)備選環(huán)狀核酸適配體的恒溫高效富集，首次開發(fā)了一種non-PCR的環(huán)狀核酸適配體篩選策略（圖1）。以這種體外進化方式得到的凝血酶環(huán)狀核酸適配體有很高的親和力（pM級別）和生物穩(wěn)定性，同時在血液中表現(xiàn)出極好抗凝血性能，凝血酶原時間得到了顯著性的提升（圖2）。此項成果拓展了核酸適配體的體外篩選方法，并證明了環(huán)狀核酸適配體在生物醫(yī)學領域的出色應用前景。

上述工作得到國家重點研發(fā)計劃、安徽省科技重大專項、中國博士后基金和加拿大自然科學與工程研究委員會基金的資助。

參考資料：

【1】Yu Mao, Jimmy Gu, Dingran Chang, Lei Wang, Lili Yao, Qihui Ma, Zhaofeng Luo, Hao Qu, Yingfu Li, Lei Zheng, Evolution of a highly functional circular DNA aptamer in serum, Nucleic Acids Research, , gkaa800, https://doi.org/10.1093/nar/gkaa800

【2】合肥工業(yè)大學：http://news.hfut.edu.cn/info/1011/34894.htm