化學探針分子的構筑及化學生物學應用研究

張意

摘要：隨著化學生物學研究步伐的加快，對化學小分子探針的應用也提出了更高的要求。本文在研究中主要從腫瘤蛋白酶、微小核糖核酸等方面入手，判斷化學小分子探針的具體應用，發現其在較多疾病治療方面效果極為顯著。

關鍵詞：化學探針分析；microRNA；腫瘤蛋白酶

在生物醫學、化學等學科快速發展的背景下，化學小分子作為探針逐漸被引入分析生物體動態分子的過程中。從化學小分子的應用現狀來看，其除充當疾病治療中藥物前體外，也能對復雜的生命過程進行探索，為現行藥物研究提供新的途徑。因此，本文對化學生物學中化學小分子探針應用的研究具有十分重要的意義。

1 微小核糖核酸小分子應用

微小核糖核酸，又叫miRNA。有些學者在研究中主要進行細胞篩選體系的構建，發現miRNA組織特異性的不同，芒果苷元小分子可以起到明顯的抑制作用。從這些小分子中可發現，通過生物正交反應作用，可獲取3個小分子，包括1a、1b與1c，對miRNA小分子起到的抑制作用極為明顯。需要注意這種抑制作用的實現主要通過對AG02蛋白、miRNA結合進行阻斷來實現。以其中的1a小分子探針為例，其能直接結合AG02蛋白，二者發生作用下便會組織miRNA融入其中。假定在癌細胞上引入活性小分子，其不會對原代肝細胞造成影響，但可使癌細胞走向凋亡。因此，通過這種小分子探針的引入，其可為miRNA、AG02研究提供思路，而且小分子探針也能充當藥物活性分子，對癌癥治療可起到治療作用。

2 成纖維細胞小分子應用

作為細胞表面的糖蛋白，成纖維細胞中的FAP α在增殖腫瘤細胞、侵襲或轉移腫瘤細胞方面都可發揮重要作用。這種小分子也逐漸成為新型藥物設計的主要內容，對腫瘤生物學與治療，其作用極為明顯。此時需考慮到FAP α近紅外熒光探針設計，對這種探針分析可叫作ANP_FAP。在實際中對其設計可發現，該探針分子在吸收方面與熒光發射譜上都表現出明顯的特征，可判斷探針分子應用下可轉移熒光共振能量。同時，在探針分子應用中也可對其敏感性、成像效果、組織分布情況進行測試。通過實驗發現，在較多生物中蛋白酶都扮演重要的角色，是疾病的標志物。若采取蛋白酶顯像方式，對診斷疾病可起到突出的作用。而在此基礎上設計的探針，被用于疾病檢測等。需注意的是由于現行光學顯像技術本身存在一定的弊端，這樣ANP_FAP應用下很可能無法獲取準確的定量信息，此時便需考慮將磁共振顯影、正電子斷層掃描等引入其中，對改進探針顯像效率可起到改善作用。

ANP_FAP應用，其在構成上主要以QSY21燃料、FAPα多肽底物以及Cy5.5熒光染料為主。假定分別選取MMP-2、DPPIV、FAP α不同蛋白酶，對小分子探針進行激活，可發現能起到激活作用的主要以FAPα為主，這充分說明FAPα的可用性。而從體內成像試驗角度看，假若選取兩種腫瘤模型，其中一種為C6腫瘤，其不表達FAPα，而另一種為U87MG腫瘤，其能夠表達FAP α，對兩種模型分別利用ANP_FAP進行分析，可得到不同的成像效果。這也能充分說明FAP α應用下，其熒光信號較強，所以在成像效果上也較好。由此可見，為使ANP_FAP應用得到優化，應充分利用FAP α，可使小分子探針在腫瘤疾病的檢測中發揮重要作用。

3 多模態分子探針應用

作為惡性腫瘤之一，結直腸癌在國內外的發病率都極高。盡管采取外科手術切除可起到一定的治療作用，但病情復發問題仍較為明顯。即使將分子靶向、化療等方法引入，也難以取得較高的有效率，此時需考慮將分子影像方法引入其中。可考慮進行多模態探針的構建，其能夠將photo-click reaction、click優勢表達為FAPα，其中在photo click reaction運用中主要為使磁性納米粒子、熒光探針得到融合，而click的運用可實現磁性納米分子、靶向基團RGD的融合。從這種多模態探針的應用來看，其主要得益于生物正交反應，能夠對結直腸癌的情況進行反映。需注意的是，該小分子探針作用的實現，需要做好構建工作，確保其能夠富集于結腸腫瘤部位，這樣才可使成像效果得到提升。

4 結論

化學探針分子的應用對推動現行化學生物學應用發展以及疾病治療方面可起到突出作用。從microRNA制劑型小分子的應用來看，其應用能夠抑制腫瘤的增長，而FAP α下的探針也可有效檢測腫瘤的情況，能被引入腫瘤治療中。而對于多模態分子探針，其應用能夠獲得良好的成像效果，可被應用于結直腸癌的治療中。