智能 DNA “納米醫(yī)生”用于腫瘤的激活式成像與治療
專欄：學(xué)術(shù)前沿
發(fā)布日期：2017-03-15
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癌癥已成為嚴(yán)重威脅人類健康的公共衛(wèi)生問題，癌癥的精確診斷與治療對于改善患者的生活質(zhì)量至關(guān)重要。然而，目前大多數(shù)診療試劑都只注重“療”而忽視了“診”。殊不知，“診”相當(dāng)于醫(yī)生的眼睛，只有看準(zhǔn)了病發(fā)灶點(diǎn)，才能精確干預(yù)。因此提高腫瘤診斷的特異性、靈敏性意義重大。
近日，湖南大學(xué)王柯敏（點(diǎn)擊查看介紹）團(tuán)隊(duì)結(jié)合裂開型核酸適配體，構(gòu)建了智能 DNA“納米醫(yī)生”用于高對比度、高特異性的活體腫瘤成像以及原位藥物釋放。該智能 DNA“納米醫(yī)生”形如帶觸角的膠囊，裂開型核酸適配體片段為其觸角部分，載藥雙鏈區(qū)域則為膠囊部分。無靶腫瘤細(xì)胞情況下，DNA“納米醫(yī)生”穩(wěn)定存在，熒光和藥物均處于失活狀態(tài)。當(dāng)靶腫瘤細(xì)胞存在時(shí)，觸角狀的兩個(gè)裂開型核酸適配體片段可高靈敏識別靶標(biāo)并發(fā)生構(gòu)象變化，導(dǎo)致 DNA“納米醫(yī)生”解體，即膠囊打開。此時(shí)，熒光信號被激活，藥物同時(shí)得以釋放。
圖 1. DNA“納米醫(yī)生”用于腫瘤的激活式成像與治療的原理圖
體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該激活式探針可顯著提高成像信噪比至傳統(tǒng)“Always on”探針的約 4.8 倍，檢測腫瘤細(xì)胞可低至 46 個(gè)。毒性實(shí)驗(yàn)顯示，該探針可特異性殺傷靶腫瘤細(xì)胞。活體實(shí)驗(yàn)顯示，該探針在注入 5 min 后即可清晰成像靶腫瘤。鑒于其優(yōu)異的性能以及普適性，該探針有望廣泛應(yīng)用于癌癥的快速、精準(zhǔn)診療研究。
圖 2. DNA“納米醫(yī)生”探針經(jīng)尾靜脈注入老鼠體內(nèi)的實(shí)時(shí)熒光成像圖
該研究成果發(fā)表在《Analytical Chemistry》上，文章的通訊作者為湖南大學(xué)石慧副教授、何曉曉教授、王柯敏教授，第一作者是湖南大學(xué)博士研究生雷艷麗。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金和湖南省自然科學(xué)基金的資助。
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