Construction and investigaton of targeting DNA nanocarriers.pdf

1、DNA納米技術(shù)是一個新興的、令人興奮的領(lǐng)域，代表著生物醫(yī)學的前沿領(lǐng)域?；パa堿基對之間相互作用的特異性使得DNA成為既可編程又具有靈活性的、可構(gòu)建二維或三維結(jié)構(gòu)的材料，即 DNA折紙材料。DNA材料獨特的分子線性結(jié)構(gòu)、自我識別能力和納米尺度，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的給藥系統(tǒng)?？鼓[瘤藥物阿霉素（DOX）含有蒽環(huán)結(jié)構(gòu)，能夠嵌入到DNA雙鏈結(jié)構(gòu)中并形成穩(wěn)定的復合物，本研究利用DNA折紙的性質(zhì)對其進行修飾，實現(xiàn)靶向治療、生物作用和化學治療作用聯(lián)合應用的目的

2、，從而提高阿霉素的抗腫瘤作用。
　　研究目的：
　　將環(huán)狀單鏈DNA經(jīng)折紙術(shù)制備成可靶向到淋巴瘤細胞的DNA矩形片折紙載體，提高阿霉素的抗腫瘤作用，降低其副作用；將具有生物活性的適配體C2NP修飾到折紙載體上，精準靶向腫瘤部位，載藥后使其同時發(fā)揮化學治療作用和生物治療作用。
　　研究方法：
　　用PCR儀將環(huán)狀單鏈DNA（M13mp18）和相應的訂書釘單鏈DNA合成DNA矩形片折紙結(jié)構(gòu)，利用DNA堿基互補配對原則

3、將核酸適配體C2NP修飾到矩形片折紙結(jié)構(gòu)上，制備出靶向淋巴瘤細胞的折紙載體；通過改變與適配體互補的訂書釘單鏈 DNA的數(shù)目和位置以優(yōu)化折紙載體上靶頭的位置和數(shù)目。用凝膠電泳和原子力顯微鏡對載體進行表征，并對載體的載藥條件進行優(yōu)化，確定藥物與載體的最佳孵育濃度比和孵育時間。用酶標儀測定DOX的熒光強度，對載藥系統(tǒng)的載藥量及體外釋放情況進行考察。使用CCK-8法考察折紙載藥系統(tǒng)對Karpas299細胞的增殖抑制作用、生物療效以及生物治療和化

4、療聯(lián)合作用；用流式細胞儀和激光共聚焦顯微鏡分析細胞對載藥體系的定性、定量攝取以及進入細胞的位置。使用試劑盒考察折紙載藥系統(tǒng)與K299細胞作用的細胞凋亡機制、細胞周期情況以及細胞內(nèi)活性氧水平。
　　研究結(jié)果：
　　構(gòu)建了能夠靶向淋巴瘤細胞的DNA折紙載體；載體載藥后能夠提高阿霉素的穩(wěn)定性并延緩其釋放，平均每對堿基對之間可以插入一個阿霉素分子，一個DNA矩形片折紙約載入7000個阿霉素分子。細胞實驗結(jié)果表明，折紙載體對細胞無毒性

5、，不能夠穿過細胞核孔，只能進入細胞質(zhì)內(nèi)。折紙載體載藥后，明顯提高了DOX對K299細胞的增殖抑制作用，與細胞作用2h時，細胞對游離阿霉素的攝取量為4.43％，對連接四個靶頭和十六個靶頭的折紙載藥體系的攝取量分別為30.23%和56.84%；在生物治療方面，經(jīng)過修飾的C2NP靶頭明顯地提高了對K299細胞的增殖抑制作用；載藥后，在阿霉素低濃度時，載藥體系同時表現(xiàn)出對K299細胞的生物作用和化療作用，在阿霉素高濃度時，生物作用受到抑制，主要

6、表現(xiàn)為化學治療作用。作用48h后，與游離阿霉素相比，折紙載藥系統(tǒng)明顯提高了K299細胞的凋亡率，由37.4%提高到62.1%，同時提高細胞內(nèi)的活性氧水平，進一步促進細胞凋亡。同時，載藥系統(tǒng)能夠阻滯細胞周期的S期，進而使細胞的分裂增殖受到抑制。
　　研究結(jié)論：
　　本課題成功構(gòu)建了DNA靶向載藥體系，載藥后能夠提高藥物的穩(wěn)定性，延長藥物作用時間，增強藥物的抗腫瘤作用；將適配體修飾到折紙載體上后能夠提高適配體的穩(wěn)定性、降低適配體