阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种进行性不可逆的神经退行性疾病。β淀粉样蛋白（Aβ）聚集过程中形成的各种具有神经毒性的聚集体及其纤维化沉积形成的淀粉样斑块被认为是诱发AD的重要因素。Aβ单体及其聚集体被视为是AD的主要生物标志物和治疗靶点。因此,Aβ单体及其聚集体的准确且灵敏的定量和对其聚集过程的抑制有助于AD的早期诊断和治疗。得益于Aβ的核酸适配体的开发,其在神经退行性疾病中的应用日益受到关注。一方面,核酸适配体可应用于Aβ聚集体的检测,为AD的早期诊断提供了可能。但是,基于核酸适配体实现复杂体系中Aβ聚集体的准确、高灵敏的定量依然面临挑战。另一方面,已报道有RNA核酸适配体可用于Aβ聚集过程的调节,不仅为调控Aβ聚集提供了潜在的工具,也为AD治疗提供了新的策略。但RNA核酸适配体易受污染以及易被酶降解,进而导致抑制效率较低,因此探寻高效地抑制Aβ聚集过程的核酸适配体仍十分必要。鉴于原子力显微镜（AFM）技术具有纳米级时空分辨率、皮牛级测力灵敏度、无需标记、灵活的操作环境等特点,本文利用AFM技术研究核酸适配体对β淀粉样蛋白的检测和聚集调控,具体如下:一、单分子力谱技术用于核酸适配体与淀粉样蛋白相互作用的研究理解错误折叠的淀粉样蛋白与核酸适配体的相互作用对于聚集抑制剂的开发和淀粉样疾病的诊断是至关重要的。本章以溶菌酶为研究模型,利用AFM单分子力谱（SMFS）技术探究不同加载速率下溶菌酶单体、寡聚体和淀粉样纤维与核酸适配体的相互作用。结果发现,溶菌酶单体的核酸适配体也能识别寡聚体和淀粉样纤维。此外,虽然溶菌酶单体-核酸适配体、寡聚体-核酸适配体和淀粉样纤维-核酸适配体复合物在解离过程中经历相似的解离路径,但寡聚体-核酸适配体和淀粉样纤维-核酸适配体复合物比溶菌酶单体-核酸适配体复合物更稳定。该工作说明SMFS可在单分子水平上探究淀粉样蛋白与核酸适配体的相互作用,为核酸适配体在淀粉样蛋白相关研究中的应用提供了有价值的信息。二、核酸适配体作为识别探针用于β淀粉样蛋白聚集体检测的研究在前面工作基础上,本章利用SMFS探讨Aβ40与两条Aβ40核酸适配体（Apt1和Apt2）的相互作用,发现Apt1-Aβ40寡聚体、Apt2-Aβ40寡聚体以及Apt2-Aβ40纤维的相互作用力直方图呈现单峰分布,而Apt1-Aβ40纤维的相互作用力直方图呈明显的双峰分布。在此基础上利用SMFS探究出这两条核酸适配体可同时识别Aβ40聚集体（包括寡聚体与纤维）,据此构建了基于双核酸适配体的表面等离子体共振传感器用于Aβ40聚集体的高灵敏检测,检测Aβ40寡聚体的检测限低至0.2p M,检测Aβ40纤维的检测限低至0.05 p M。该传感器还可实现复杂体系（人工脑脊液和未稀释的真实脑脊液）中Aβ40聚集体的检测。该工作提供了一种监测同时识别事件的策略,为生物传感元件的设计提供了有价值的信息,同时还拓宽了核酸适配体在神经退行性疾病诊断中的应用。三、核酸适配体作为工具用于电场对β淀粉样蛋白单体和聚集体影响的研究尽管有关电场对Aβ聚集的影响的研究受到人们的关注,但相关报道仍存有争议。本章以核酸适配体为工具,利用SMFS技术探究电场对Aβ40单体和Aβ40聚集体的影响。结果发现电场处理Aβ40单体和纤维后,核酸适配体-Aβ40单体相互作用由非特异性相互作用变为特异性相互作用,核酸适配体-Aβ40纤维的相互作用力分布由双峰变为单峰;而电场处理Aβ40寡聚体后,核酸适配体-Aβ40寡聚体的特异性相互作用力和成键率仅略微增加。据此推测这可能是由于施加电场后Aβ40单体和Aβ40聚集体构型发生变化所致。随后基于AFM成像技术的结果证实了该推测。本工作不仅有助于解析电场对Aβ单体和聚集体影响,同时还可拓展至其他外界因素（如药物）对Aβ单体和聚集体影响的研究。四、核酸适配体作为调节剂用于β淀粉样蛋白聚集调控的研究探寻一种低成本、高效、生物安全的调控β淀粉样蛋白聚集过程的新策略,对AD的治疗具有重要意义。核酸适配体作为有前景的淀粉样聚集抑制剂之一备受关注。本章研究了本课题组筛选的Aβ42的核酸适配体Apt42对Aβ聚集过程的影响,结果发现该核酸适配体能完全抑制Aβ42的纤维化过程,并延缓Aβ40的聚集过程以及减少Aβ40纤维的数量。另外,还发现该核酸适配体在Aβ寡聚体聚集过程中的抑制效果要明显优于在Aβ单体纤维化过程中的效果。本工作有望提供一种有效的β淀粉样蛋白聚集抑制剂,有助于AD的治疗研究。五、基于核酸适配体构建的纳米结构用于β淀粉样蛋白聚集调控的研究鉴于DNA纳米骨架结构稳定、生物相容性好、便于合成与设计等特点,本章将纳米结构与核酸适配体Apt42相结合,构建了纳米结构HCR-Apt,并考察其对Aβ40聚集过程的调节作用。结果表明该纳米结构能在较低浓度(Aβ40:HCR-Apt=8:1)即可实现Aβ40聚集过程的调控。与上章研究相比,基于核酸适配体构建的纳米结构可有效抑制Aβ40的聚集。同时,由于引入了纳米结构,HCR-Apt将易于穿过血脑屏障,有望在实际中得以应用。