來自麥吉爾大學的研究人員在最新一項研究中指出,DNA鏈制成的納米結構可以用于封裝小分子藥物,并在特定的刺激下釋放藥物,這一研究成果公布在9月1日的Nature Chemistry雜志上。
這項研究將有助于生物納米結構在藥物遞送方面的應用,也將為設計以DNA為基礎的納米材料開辟新的道路。
領導這一研究的麥吉爾大學化學教授Hanadi Sleiman表示,“這項研究很重要,不僅是對于藥物遞送研究,而且對于基本結構生物學和納米技術,也具有重要意義”。
DNA攜帶著所有生物體的遺傳信息,從一代傳給下一代。而且這種結構本身也可以用于構建納米大小的結構。(一納米為一米的十億分之一,大約是人的頭發絲直徑的100,000分之一)。
在這項研究中,麥吉爾大學的研究人員首先利用短DNA鏈構建的DNA立方體,并通過類脂質分子修改這些DNA結構,這些脂類像膠水一樣將片段粘合在一起,DNA立方體內就能首尾相連,構建成一種能容納藥物分子的空間。
麥吉爾大學的研究人員還發現,當這種粘補片段被放置到DNA立方體外側表面的時候,兩個立方體就能粘附在一起。這種組裝新模式與蛋白折疊成功能結構的方式相似,Sleiman表示,“這為設計以DNA為基礎的納米材料,開啟了新的道路。”
Sleiman實驗室此前曾發現金納米粒子可以用于DNA納米管的裝載和釋放,從而提出了一種初步概念,即這種方法可能可以用于藥物傳輸。而這項最新研究則第一次證明小分子(比金納米粒子小)能通過DNA納米結構,經由這樣的途徑被操控。
DNA納米結構,相比于合成材料具有一些潛在的優勢,后者常常被用于運輸體內藥物。文章的另外一位作者Thomas Edwardson表示,“DNA結構可以精確構建,具有生物降解性的特點,而且也可以很容易地調整其大小,形狀和屬性”。
這種DNA“籠子”能在一種特殊核酸序列的存在下,釋放藥物。“許多病變的細胞,如腫瘤細胞,都會過度表達某些基因”,Edwardson補充道,“在未來,我們利用DNA立方體運輸藥物到病變環境中,然后啟動藥物釋放。”
目前Sleiman研究組正與Lady Davis醫學研究所的研究人員合作,進行相關的細胞和動物實驗,評估這種方法在慢性淋巴細胞白血病(CLL)和前列腺癌的作用。
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