[发明专利]一种粘蛋白1及其唾液酸糖基的双重荧光成像方法及应用

说明书

本发明公开了一种粘蛋白1及其唾液酸糖基的双重荧光成像方法及应用，属于荧光成像技术领域及生物医学领域。本发明成功构建了两种高特异性和生物相容性的唾液酸‑金纳米星探针Sia‑GNSs和粘蛋白1‑量子点探针MUC1‑QDs。通过结合使用Sia‑GNSs和MUC1‑QDs能特异性识别MCF‑7细胞中的MUC1。本发明制备的纳米探针，可以实现体外、体内和临床乳腺癌患者组织样本中MUC1蛋白骨架及其Sia糖基的双重荧光成像和相对定量。本发明提供了一个简单而有效的平台，在临床癌症诊断中具有巨大的潜力。

技术领域

本发明涉及一种粘蛋白1及其唾液酸糖基的双重荧光成像方法及应用，属于荧光成像技术领域及生物医学领域。

背景技术

癌症是造成疾病负担的主要原因，用于临床的癌症检测和成像对于早期癌症诊断、监测复发以及药物发现和开发极为重要。通常将各种生化和成像技术，例如酶联免疫吸附测定(ELISA)、苏木精-伊红(HE)染色、计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)结合在一起进行临床诊断，这使分析变得复杂，导致缺乏特异性。蛋白质生物标志物的检测可用于癌症的识别和监测。粘蛋白1(MUC1)是一种高度糖基化的Ⅰ型跨膜O-糖蛋白，在多种肿瘤细胞的表面异常表达。MUC1分子蛋白骨架和糖链两部分组成，二者通过O-糖苷键相连接。目前，一些以MUC1为目标的光学成像技术(例如荧光，MRI和表面增强拉曼散射)已用于癌症检测。由于单一生物标记物检测不足以用于临床诊断，因此迫切需要多重诊断方法。肿瘤相关的MUC1通常会过早被唾液酸化，正常细胞中的MUC1的聚糖链相比，肿瘤相关的MUC1的聚糖链的结构更简单、更短。唾液酸(Sia)通常修饰表面聚糖的末端，并且研究表明唾液酸化参与了恶性转化和肿瘤发生。为了更好地了解蛋白质的糖基化过程，研究人员开发了几种蛋白质特异性糖基成像策略，包括荧光共振能量转移(FRET)、化学共价识别和代谢标记等。

发明内容

本发明提供了一种基于荧光能量共振转移(FRET)的MUC1的双重成像的检测工具，可同时检测MUC1骨架及其糖基化，从而进行准确的癌症检测和诊断。

本发明的第一个目的是一种能实现特异性靶向识别及荧光成像的快速检测MUC1及其Sia糖基的纳米探针组合物，所述纳米探针包括唾液酸-金纳米星探针(Sia-GNSs)和粘蛋白1-量子点探针(MUC1-QDs)。

在一种实施方式中，所述唾液酸-金纳米星探针(Sia-GNSs)是在所述金纳米星(gold nanostars，GNSs)表面通过二硫键固定DNA1以及聚乙二醇，再将短互补单链DNA2与唾液酸适配体碱基互补配对，再与巯基修饰的PEG偶联制得；所述DNA1通过碱基互补配对连有近红外染料Cy5标记的唾液酸(Sia)适配体；所述唾液酸适配体可特异性识别粘蛋白1(MUC1)上的唾液酸。

在一种实施方式中，所述DNA1的核苷酸序列为：5’-AGGCAATCGATATAGTCACGGACTAGGCCCAGCGTC-3’-SH。

在一种实施方式中，所述DNA2的核苷酸序列为：5’-GACGCAAGTCTGAAA-3’。

在一种实施方式中，所述粘蛋白1-量子点探针(MUC1-QDs)是由量子点依次与MUC1适配体、NH₂-PEG偶联合成，使量子点表面通过酰胺键固定有可与MUC1蛋白骨架发生特异性识别的MUC1适配体(MUC1-Apt)以及聚乙二醇。