去甲基化酶参与的N6-甲基腺苷（N6-Methyladenine,m~6A）脱甲基过程是表观遗传学中的一个重要研究部分,m~6A去甲基化酶是一类重要的表观遗传学蛋白酶,与生命体的发生发展过程紧密相关。实现活细胞内去甲基化酶的高效原位检测具有重要意义,但是目前缺乏一种简便的、灵敏的检测工具。脱氧核酶（DNAzyme）是一种具有催化活性的DNA分子,已经被广泛用于生物传感和临床诊断等领域。对DNAzyme活性的调控主要是通过化学和光刺激这两种手段,而利用生物内源重要大分子对DNAzyme的活性进行直接调控未见有报道,这在响应性DNAzyme活性调控方面留下了一大空缺。针对以上问题,本论文开发了一个细胞内去甲基化酶调控的DNAzyme用于肿瘤细胞内去甲基化酶成像分析和功能调控。（1）发展了一种自激活的去甲基化酶调控的DNAzyme反馈系统。在研究中,发现DNAzyme催化活性中心的一个特定位点的m~6A修饰可以使其活性显著抑制。本文通过体外筛选得到了一个精确的m~6A高效封闭的DNAzyme,基于去甲基化酶FTO可以将m~6A脱甲基,使DNAzyme恢复到原本的结构而恢复活性,构建了一种对去甲基化酶高效、灵敏响应的DNAzyme探针,这种去甲基化酶激活的DNAzyme放大器能够剪切双标的底物,产生荧光信号,从而对活细胞中的FTO进行准确的监测成像,和小分子抑制剂的筛选和检测。同时,在DNAzyme剪切底物上整合一段具有基因沉默作用的反义核酸,可以实现去甲基化酶激活DNAzyme剪切底物释放反义核酸,达到细胞内去甲基化蛋白酶的敲低,以实现定向的基因调控,最终导致肿瘤细胞的凋亡。作为一种直接、无损的m~6A去除策略,该去甲基化酶激活的DNAzyme探针为细胞内难检测的（去）修饰蛋白酶检测提供了一种通用策略,同时为（去）甲基化酶的抑制剂高通量筛选提供了一个简单、高效的工具。（2）进一步为了扩展去甲基化酶高效的检测手段和肿瘤细胞精确检测,构建了一个FTO蛋白和microRNA共刺激响应的纳米机器。将DNAzyme催化中心的特定位点用m~6A修饰,封闭DNAzyme的原始活性,同时用封闭链与DNAzyme杂交,形成双链。只有在microRNA的作用下,发生toehold介导的链置换反应,释放单链状态的DNAzyme,使m~6A有效被FTO蛋白识别并去甲基激活,此时DNAzyme恢复活性,剪切金纳米颗粒上荧光标记的底物,产生荧光信号。因此只有在FTO蛋白和microRNA同时存在时,才能激活纳米机器,输出荧光信号,实现肿瘤细胞的精确鉴别。对比传统的单肿瘤标志物的检测,这一设计降低了阳性背景信号,提高了肿瘤诊断的准确性。结合熵驱动链置换反应和DNAzyme双重信号放大,将核酸探针限定在金纳米颗粒表面,可以极大地加快反应速率和提高检测灵敏度。成功实现了microRNA的高灵敏度和高特异性分析,并且可以根据microRNA和FTO蛋白的表达差异区分不同种类的肿瘤细胞。最重要的是,该工作弥补了当前细胞内FTO蛋白高效检测的空白。并且提供了一种新型的特定肿瘤细胞高表达的FTO蛋白和microRNA检测结合策略,为实现肿瘤细胞的多重、精准检测提供新的思路。