机体自身代谢或受外界环境刺激可产生活性氧(ROS),其可氧化基因组DNA碱基和游离的核苷酸。若这些被氧化的碱基及核苷酸不能得到有效清除和修复,将最终导致基因突变,诱导肿瘤的发生。鸟嘌呤的氧化还原电位较低,因此最易受到ROS的攻击形成8-氧鸟嘌呤(8-oxoG)及8-氧脱氧鸟苷三磷酸(8-oxo-dGTP)。8-oxo-dGTP在复制过程中可插入到DNA链中进一步形成8-oxoG。如果8-oxoG不能及时清除,就会在DNA复制过程中造成G:C→T:A颠倒突变。与此同时,此类颠倒突变常存在于癌基因及抑癌基因的编码序列中。因此,8-oxoG含量的增加将提高罹患癌症的风险。机体内,8-oxoG的修复主要依赖于8-氧鸟嘌呤DNA糖苷酶1(hOGG1)及MutT同源酶1(MTH1)。已有研究表明,hOGG1、MTH1基因异常与多种肿瘤的发生密切相关,且其活性水平可用于肿瘤易感性及预后的评估,已成为肿瘤临床研究的重点和热点。因此,发展简单、快捷、灵敏、准确的hOGG1、MTH1活性分析方法对肿瘤的临床诊断及治疗具有指导意义。本研究利用DNA修复酶本身的活性,并结合灵敏的电化学检测平台,分别构建了检测hOGG1、MTH1活性的新方法,为临床肿瘤易感性评估及预后评估提供了新的思路。1.hOGG1活性的电化学检测方法研究hOGG1是一种重要的DNA修复酶,其可切除损伤DNA中含有的8-oxoG,与肺癌、胰腺癌等肿瘤的发生密切相关。本文中,基于hOGG1对8-oxoG的识别特性,我们利用hOGG1的酶活性用于电信号放大输出,以构建灵敏的hOGG1电化学传感器。为此,我们设计了包含8-oxoG及亚甲基蓝分子(MB)的DNA探针。hOGG1可选择性识别8-oxoG位点,并切割DNA探针,从而释放出MB标记的DNA信号片段。此信号片段可与修饰在电极上的DNA捕获片段E-DNA杂交。最后利用方波伏安法(SWV)表征hOGG1的活性。此方法灵敏度高,检测下限可达0.015 unit mL-1。实验结果提示该方法具有潜在的临床应用价值。2.基于DNA链延伸反应的MTH1活性检测方法研究MTH1可水解核酸池中游离8-oxo-dGTP,阻止氧化嘌呤核苷插入到DNA或RNA中,从而抑制基因突变及肿瘤的发生。本文中,基于8-oxo-dGTP的碱基错配特性,我们利用DNA链延伸阻断反应检测了细胞内MTH1活性。首先,我们设计包含多个腺嘌呤的模板T-DNA。该模板末端修饰MB信号分子,可作为信号输出元件。在不含有脱氧胸苷三磷酸(dTTP)的DNA延伸体系中,8-oxo-dGTP可与T-DNA上的腺嘌呤发生错配,替代dTTP插入到DNA链中,从而实现对MB信号分子的屏蔽。当存在MTH1的情况下,8-oxo-dGTP被水解,引物链无法以T-DNA为模板进行延伸。修饰MB的模板T-DNA就可与电极上的SH-DNA杂交,完成信号的输出。由此可以建立电化学信号大小与MTH1活性大小的相关性。该方法已成功用于MTH1的检测,实验结果表明我们的方法具有潜在的临床应用前景。