天津大學仰大勇課題組Nano?Letters：DNA納米復合物用于近紅外光增強的脫氧核酶介導基因治療

近期，天津大學化工學院仰大勇教授課題組在Nano Letters（納米快報）上發表DNA納米復合物用于近紅外光增強的脫氧核酶介導基因治療。研究得到國家自然科學基金等資助支持。

核酸藥物可實現對基因的高效精準調控，有望在基因水平調控細胞功能，用于重大疾病治療。脫氧核酶（DNAzyme）作為新型核酸藥物，具有穩定性高和相對成本低的特點，近年來受到廣泛關注。DNAzyme是一種具有催化功能的DNA分子，能夠特異性識別并催化切割靶標信使RNA （mRNA），調控靶標基因表達，在腫瘤基因治療領域表現出良好的應用前景。DNAzyme催化效率受多種因素影響，例如輔因子濃度和溫度等。體內環境復雜，輔因子濃度低，DNAzyme在體內的催化活性難以調控，限制了DNAzyme的應用。

仰大勇教授課題組報道了一種具有光熱轉換效應的DNA納米復合物（DP-PM），可通過光控策略調控DNAzyme的體內催化性能，增強腫瘤基因治療效果（圖1）。作者利用DNA滾環擴增技術制備了一種含有大量DNAzyme重復序列的DNA納米組裝體（DP）；利用鹽酸多巴胺與高錳酸鉀的氧化還原反應，合成了具有聚多巴胺涂層的二氧化錳納米粒子（PM）。PM通過π~π堆積和氫鍵作用力在DP表面組裝，形成球形DNA納米復合物DP-PM。DP-PM具有良好的pH和溫度穩定性，響應細胞內高濃度谷胱甘肽，釋放出大量金屬離子Mn²⁺。Mn²⁺離子作為輔因子激活DNAzyme催化活性，對靶標Egr-1?mRNA進行特異性識別和切割，降低早期生長因子Egr-1的表達，從而抑制腫瘤細胞增殖。另一方面，聚多巴胺是性能優異的光熱轉換材料，可將近紅外光轉化成熱能，使腫瘤部位溫度升高，從而提高DNAzyme的催化活性，增強DNAzyme介導的基因治療效果。小鼠活體實驗顯示，聚多巴胺引起的熱效應會引起腫瘤細胞熱應激，與DNAzyme介導的基因治療起到協同抗腫瘤效果。

圖1.??A) 和B）DNA納米復合物的制備過程示意圖；C）近紅外光照射下，腫瘤細胞內DNAzyme基因調控和治療示意圖

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.nanolett.1c01727

仰大勇教授課題組以生物大分子DNA為研究主線，聚焦DNA生物功能材料智能制造，利用材料化學的手段理解生命系統運行機制，探索重大疾病的診斷治療新途徑。

課題組主頁：http://yanglab-dna.com/

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