日前,湖南大學(xué)化學(xué)生物傳感與計(jì)量學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出一種能向腫瘤細(xì)胞靶向輸送大量抗癌藥物的DNA納米火車。其不僅可提高抗癌藥物的靶向性,減少藥物的毒副作用,還可大大增加藥物的攜帶量。相關(guān)成果已在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表。
所謂的納米火車是由多條DNA短單鏈通過(guò)分子自組裝成的車廂連接而成的,其寬約3至5納米,長(zhǎng)度可視需要增減。整體結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,三維結(jié)構(gòu)形似火車。它的“火車頭”由核酸適配體構(gòu)成,可與某種特定癌細(xì)胞的膜蛋白結(jié)合,為給藥系統(tǒng)提供“方向”和“動(dòng)力”;通過(guò)分子自組裝形成的DNA結(jié)構(gòu)則構(gòu)成了一節(jié)一節(jié)的高容量“車廂”,用于裝載抗癌藥物分子或其他生物試劑,比如可裝載熒光成像試劑,可對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
“納米火車”可大幅提高抗癌藥物的攜帶量。由于傳統(tǒng)給藥系統(tǒng)一次往往只能攜帶一個(gè)藥物分子,不足以殺死癌細(xì)胞。采用“納米火車”式設(shè)計(jì),則可一次性攜帶約300至1000個(gè)藥物分子。這有助于縮短病人的治療周期,降低治療成本。
由于核酸適配體可與目標(biāo)物質(zhì)或細(xì)胞高特異性地結(jié)合,由它構(gòu)成的“火車頭”可精準(zhǔn)地將藥物輸送至癌變區(qū)域,從而避免對(duì)正常細(xì)胞的“誤傷”,給藥的精準(zhǔn)性大大高于傳統(tǒng)的化學(xué)抗癌藥物。此外,由于整列“火車”由生物分子組成,不存在傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)或高分子材料在生物體內(nèi)難降解的問(wèn)題,從而減少了對(duì)人體潛在的毒副作用。
針對(duì)白血病、肺癌、乳腺癌、胰腺癌和肝癌等癌細(xì)胞的特有生物標(biāo)志物,篩選出不同的核酸適配體。有望開(kāi)發(fā)出一次靶向不同類型癌癥的“多彈頭”藥物。