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DNA折纸-金棒复合结构用于癌症诊疗

DNA折纸结构是一类生物纳米材料,具有精确设计的纳米尺寸和形状、空间可寻址性和良好的生物相容性,在生物医药领域具有广泛的应用前景。目前已有一系列的DNA纳米结构用于装载“货物”,如小分子抗肿瘤药物、具有免疫刺激功能的寡核苷酸、小干扰RNA、抗原蛋白质分子、染料等,在细胞水平和动物水平均展示了良好的运输、治疗和成像效果。然而,单纯的DNA纳米结构本身并不具备成像或治疗功能,需通过其负载的“货物”来获得成像功能。目前已报道的基于DNA的载体系统中,治疗性“货物”大多使用的是对DNA双链具有嵌入作用的抗肿瘤药物阿霉素,成像性“货物”多为小分子染料,这些均局限了DNA纳米材料的进一步应用。因此,在DNA纳米结构上搭载新的功能元件,探索新的功能应用,使其成为多功能型诊疗一体化平台,是DNA纳米技术领域重要的研究课题之一。

DNA折纸-金棒复合结构用于癌症诊疗

针对该方向,近来,国家纳米科学中心(National Center for Nanoscience and Technology, China)丁宝全(Baoquan Ding)课题组利用DNA折纸纳米结构作为模板,通过DNA杂交作用搭载具有DNA短链修饰的金纳米棒,三角形和管状DNA折纸纳米结构作为载体高效的增加了活细胞对金纳米棒的内化。选择细胞内化效果更好的边长120纳米的三角形DNA折纸-金棒复合结构进行肿瘤细胞光热杀伤实验,发现其较普通金棒具有明显增强的细胞水平光热治疗效果(~3倍)。在活体水平,三角形DNA折纸-金棒复合结构较普通金棒显示了更为良好的肿瘤光热升温效果,同时有效延长了荷瘤鼠存活时间。该结果显示DNA折纸结构是一种良好的生物载体,可有效搭载纳米尺寸的多个肿瘤治疗元件,为将来临床利用光热转换纳米材料和生物载体治疗肿瘤提供借鉴与参考

相关成果发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201501266)上。

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