國家納米中心丁寶全教授Nano Letters: 一種基于DNA的納米載體實現有效的基因傳遞和癌癥治療
【引言】
基因療法是一種能夠治療許多基因相關疾病的治療方法。基于病毒載體的基因治療藥物,比如治療脂蛋白脂酶缺失的阿利潑金和治療腺苷脫氨酶缺乏性重度聯合免疫缺陷癥的strimvelis都已經被批準上市。另外一種有效的癌癥基因療法是增加腫瘤抑制基因的表達,因此,p53作為一種重要的腫瘤抑制基因在癌癥治療中十分引人矚目。目前,很多的研究結果發現p53的高表達可以提高多種抗藥腫瘤對藥物治療的靈敏度。基于此,很多研究都將關注點放在了p53基因治療和化學治療相結合的方法來提高抗腫瘤效果。
【成果簡介】
近日,國家納米中心的丁寶全教授課題組報道了一種簡單且通用的用來構建基于DNA納米結構的藥物傳遞系統。這個體系包含線性的腫瘤治療基因p53和化學治療藥物阿霉素,可實現多種抗藥腫瘤的聯合治療。這種結構新穎的載藥體系可實現有效的基因傳遞,并在體外和體內實驗中均取得了有效的腫瘤抑制效果。這種載藥體系為基因治療的發展提供了新的想法。該成果以題為"A DNA-Based Nanocarrier for Efficient Gene Delivery and Combined Cancer Therapy"發表在Nano Letters上。
【圖文導讀】
圖1.?圖示基于DNA納米結構的載藥體系通過結合基因療法和化學療法在抗藥腫瘤治療中的應用
圖2. 基于DNA的納米載體的制備及表征
(a).凝膠電泳分析圖
(b).時間依賴的藥物負載
(c).AFM表征
圖3. 從細胞水平分析基于DNA納米結構的藥物共傳遞體系
(a,b).DOX, TOD, TOP和TODP培育MCF-7細胞12小時后的激光共聚焦圖像和流式細胞儀分析;
(c).自由線性EGFP基因,lipo轉染的線性EGFP基因和三角DNA負載的線性EGFP基因培育MCF-7細胞48小時后的流式細胞儀分析;
(d).PBS, TOD, TOP和TODP培育MCF-7細胞48小時后的蛋白分析;
(e).TO, TOP, TOD和TODP培育MCF-7細胞48小時后的細胞存活率;
圖4. 所構建的藥物傳輸體系的生物分布和免疫響應
(a).Cy5.5標記的單鏈DNA,無適配子的TOP和適配子組裝的TOP在含有腫瘤小鼠體內的動態分布;
(b).腫瘤與主要器官的熒光成像和平均熒光強度;
(c).免疫組織化學分析;
(d).不同處理后的小鼠的免疫響應;
圖5. 活體實驗
(a).經過不同處理后,腫瘤的體積變化;
(b).經過不同處理后,離體的腫瘤照片;
(c).腫瘤組織內p53的mRNA水平;
(d).經過不同處理后,小鼠體重變化;
(e).經過不同處理后,小鼠器官的切片圖;
【小結】
在這個工作中,作者介紹了一種簡單且通用的用來構建基于DNA納米結構的藥物傳遞系統。這個體系包含線性的腫瘤治療基因p53和化學治療藥物阿霉素,可實現多種抗藥腫瘤的聯合治療。這種結構新穎的載藥體系可實現有效的基因傳遞,并在體外和體內實驗中均取得了有效的腫瘤抑制效果。
文獻鏈接:A DNA-Based Nanocarrier for Efficient Gene Delivery and Combined Cancer Therapy(Nano Lett., 2018, DOI: 10. 1021/acs.nanolett.7b04812)
【相關介紹】
Nano Letters:?一種基于DNA的納米載體實現有效的基因傳遞和癌癥治療
作者:劉建兵,宋琳琳,劉少利,蔣喬,劉清,李娜,王振剛,丁寶全
2012年以來,國家納米科學中心的丁寶全課題組以自組裝的多功能核酸納米結構為基礎,構建了一系列藥物傳遞載體。所傳遞的藥物組分涉及到化療小分子藥物(J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13396; ACS Nano 2014, 8, 6633),光熱治療納米顆粒藥物(Small 2015, 11, 5134; Adv. Mater. 2016, 28, 10000),核酸免疫藥物(ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 20324),功能性蛋白類藥物(Nat. Biotechnol. 2018, 36, 258)。該類多功能核酸納米藥物傳遞體系表現出非常好的腫瘤靶向性和生物相容性,可作為全新的疾病診斷和治療平臺。
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