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北化刘惠玉教授设计基于DNA框架杂化纳米材料抑制实体瘤生长
原标题:北化刘惠玉教授:设计基于DNA框架杂化纳米材料抑制实体瘤生长
近日,北京化工大学苏昕教授和刘惠玉教授团队合作,借助分子对接技术,理性设计了一种基于DNA框架的杂化纳米材料,并通过共递送小分子药物阿霉素(DOX)和反义寡核苷酸(ASO)G3139,实现了实体瘤生长的有效抑制。相关成果发表于Small(DOI:),苏昕副教授和刘惠玉教授为本文的通讯。
工程化DNA框架是一种可用于药物递送的亲和支架材料,多种抗癌分子如DOX和反义核酸药物(ASO)等均被表明可负载在其骨架上,从而提升治疗效果。然而,如何理性设计DNA框架材料以全面提高其稳定性、内化动力学和载药效率依旧是现阶段的一个挑战。近年来进展起来的DNA杂化材料为我们供给了确定的思路。阳离子聚合物是一种带有自然正电荷或阳离子单元的聚合物材料,其可以和一些带负电性生物分子如核酸等结合,形成聚电解质复合物,进而制止生物分子被体内酶降解,并促进内化和内体逃逸过程。此外,共轭聚合物是一类含有π-共轭布局单元的高分子,得益于其优异的光捕获和光放大才能,共轭聚合物已被广泛应用于体内外荧光成像。因此,将共轭阳离子聚合物(CCP)与DNA框架材料结合,有望改善DNA框架材料稳定性缺乏、药物递送效率低等问题。
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分子对接是一种颇具应用前景的可用于指导药物载体设计的工具。基于此,研究团队借助分子对接技术理性设计了一种基于DNA框架的杂化纳米材料,其中,DNA框架作为模板以支撑CCP。所设计的材料主要有以下特点:1)由于DNA与CCP间的多重相互作用,杂化材料在生理状态条件下中表现出高度的稳定性;2)DNA杂化材料包含可携带DOX的独特口袋布局,具有比传统DNA上DOX结合位点更低的结合能,其提升的DOX结合亲和力使其具有较高的药物负载效率,并有效防止药物泄露;3)利用适配体对材料举行功能化后,共递送DOX和ASO药物G3139,可有效抑制肿瘤生长,并保证良好的生物安好性。该研究团队的工作有望为DNA杂化材料的设计与应用以及智能药物递送供给理论指导意义。
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要点:通过分子对接,察觉在DNA主要沟槽处的共轭聚合物的特殊布局使小分子药物阿霉素(DOX)产生了一个独特的口袋,其结合能比传统的DOX结合位点要低。
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要点:DNA与CCP共组装形成DNA杂化纳米材料TD-CCP,该材料在血清、核酸酶混合物等介质中均保持了良好的稳定性。同时,TD-CCP具备良好的DOX负载效率和pH响应药物释放才能。
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要点:TD-CCP在体液中表现出高度的稳定性和快速的细胞摄取才能,并留存了CCP的优良荧光特性。细胞测验中,Apt-TD-CCP-,同时对正常细胞不表现出明显的毒性。

要点:通过共递送DOX和ASO药物G3139,Apt-TD-CCP-DOX-G3139可有效抑制实体瘤生长。
刘惠玉教授,北京化工大学博士生导师,国家优秀青年科学基金获得者。2022年获得中国科学院理化技术研究所博士学位,毕业后留所工作。2022年被聘为北京化工大学生命学院教授。长期从事纳米生物材料的合成,在光/声控肿瘤治疗方向取得了重要进展。.,.,,引用5500余次,当期1%ESI高被引论文7篇,H因子35。兼任SCI期刊JournalofNanoscienceandNanotechnology专刊客座编辑,生物化工青年工作委员会委员,中国生物医学工程学会青年委员会委员,北京粉体技术协会其次届理事会理事,北京生物医学工程学会组织工程专业委员会委员,纳米毒理委员会青年委员,中国医药生物技术协会纳米生物技术分会常务委员。曾获中国科学院卢嘉锡青年人才奖,中国科学院“青年创新促进会”首届优秀会员,北京市科技新星等荣誉称号。
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来源:北京化工大学
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