科学家发现DNA适配体作为一种有前景的新工具，可以检测神经丝轻链（NfL）——一种与阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病相关的关键血液生物标志物。这些发现支持开发用于监测脑健康的紧凑、经济型生物传感器。图片来源：日本东京理科大学冢越香织博士与日本东京农工大学池袋一典博士
随着人口老龄化加剧，对更好工具来诊断和监测阿尔茨海默病（AD）——最常见的痴呆症病因——的需求从未如此迫切。该疾病以神经细胞逐渐丧失（即神经退行性变）为特征，这一过程在明显症状出现前数年就已开始。检测这种损伤的一种方法是寻找神经细胞受损的迹象。
一个新兴的关键神经退行性变生物标志物是神经丝轻链（NfL），它是大神经纤维的一种结构蛋白成分。当神经元受损时，NfL会逸出进入脑脊液，最终进入血液，从而提供正在进行的神经退行性变的窗口。
利用NfL作为生物标志物的潜力，日本的研究人员开发出了世界上首个能以高亲和力和特异性结合NfL的适配体（微小的单链合成DNA分子）。这些适配体成本效益高，且能以一致的高标准制造，使其成为下一代生物传感器技术和血液诊断中极具吸引力的组件。
这项研究由日本东京理科大学化学系的副教授Kaori Tsukakoshi（冢越香织）牵头，参与人员还有硕士二年级学生Miyu Matsumoto（松本美优）以及日本东京农工大学生物技术系的杰出教授Kazunori Ikebukuro（池袋一典）。
他们的研究成果发表在《生物化学与生物物理研究通讯》上。这些发现是AMED-SICORP资助的日英联合研究项目的成果。
“我们报告了全球首个能与NfL结合的DNA适配体，NfL是多种神经退行性疾病中因神经退行性变而释放到血液中的物质。所开发的适配体的结合亲和力可与市售抗体媲美，有望在未来得到多种应用，例如诊断AD的进展，”Tsukakoshi副教授说。
研究人员采用七轮SELEX（指数富集的配体系统进化）过程生成了能特异性识别NfL（一种基于血液的阿尔茨海默病关键生物标志物）的DNA适配体。两种先导适配体，MN711和MN734，脱颖而出。它们以显著的亲和力与NfL结合，解离常数分别为11 nM和8.1 nM，显示出与目前商业NfL测试中使用的抗体相当的实力。此外，它们具有高度特异性，只与NfL结合，而不与其他AD相关生物标志物（如淀粉样β和磷酸化tau）结合。值得注意的是，研究人员发现这些适配体能够识别NfL蛋白中一个特定的区域，该区域包含氨基酸残基281–338，已知存在于人类血浆中NfL片段中，这进一步证明了它们的特异性结合行为。关键的是，即使在复杂的血浆环境下，这种结合能力在蛋白质混入人血浆后仍然保持，表明其具有基于血液诊断的潜力。
目前针对NfL的血液检测依赖于先进的免疫测定平台，这些平台使用成对的抗体来实现高灵敏度。虽然有效，但这些基于抗体的方法生产成本高昂，批次间可能存在差异，并且难以修改以用于新型生物传感器。DNA适配体提供了一种有吸引力的替代方案：它们结合了高亲和力和特异性，同时具有化学合成的实际优势。这意味着它们可以以较低的批次间差异、更低的成本生产，并且可以轻松地用化学基团修饰，使其能够附着到电极或其他设备表面，因此非常适合未来的生物传感器应用。
“DNA适配体的一个关键优势是其与化学修饰的兼容性。适配体可以合成带有末端官能团，从而能够直接固定到电化学生物传感器常用的金属或碳基电极表面上。这一特性使得诸如MN711和MN734等适配体能够被集成到为即时检测设计的紧凑型传感平台中，”Tsukakoshi副教授总结道。
出版详情：Miyu Matsumoto等人，《Competitive-SELEX discovery of DNA aptamers selective for neurofilament light chain in human plasma》，《生物化学与生物物理研究通讯》（2026）。DOI: 10.1016/j.bbrc.2025.153151
期刊信息：《生物化学与生物物理研究通讯》
关键医学概念：神经丝轻链，阿尔茨海默病，淀粉样β肽
临床分类：神经学，实验医学
由东京理科大学提供
【全文结束】