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生物医学领域最新进展集锦:核酸功能化纳米材料,DNA纳米机器,蛋白酶活性转化DNA输出策略

已有 1204 次阅读 2019-4-17 15:11 |个人分类:热点研究|系统分类:博客资讯


01综述:核酸功能化的纳米材料在癌症治疗方面的应用


核酸功能化的纳米材料(Nucleic acid–based functional nanomaterials, NAFN)已被广泛应用于新兴的癌症治疗,如药物递送纳米载体。因其固有的生物学功能和序列可编程性以及生物相容性和生物降解性,NAFN可以有效地装载和保护治疗剂,特别是能够靶向肿瘤输送位置、刺激反应释放。


本文综述了NAFN在晚期癌症治疗中的最新进展。包括三种主要的癌症治疗方法包括化疗、免疫和基因治疗。详细讲解了巧妙设计的NAFN(如DNA折纸、DNA四面体、核酸树枝状大分子、基于DNA滚换扩增的DNA纳米球等)在癌症治疗方面的应用,进一步讨论了NAFN在未来更实际的生物医疗应用中面临的挑战和发展。



阅读原文

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/smll.201900172


02DNA纳米机器用于癌症治疗:实现折叠RNA的选择和有效切割


经过数十年的努力,基因治疗(gene therapy, GT)仍未能提供临床上显著的抗癌疗效,部分原因在于折叠RNA靶标选择性低,效率低和可接近性差。


本文通过使用DNA纳米技术方法来克服上述问题。作者设计了一种基于脱氧核酶的DNA机器,它可以高选择性识别癌症生物标志物的序列,与管家基因mRNA片段紧密结合,以及表现出比传统脱氧核酶剪切更优秀的剪切效率。DNA纳米机器相对于其他基因治疗方法(siRNA, CRISPR/cas)的一个重要优势是它在被癌症标志物RNA激活后才对管家基因mRNA片段进行切割,这显著提高了抗癌基因治疗的准确率。基于此,该DNA机器有望成为新型抗癌GT剂的原型平台。



阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201900829


03自组装适配体-超支化聚合物纳米载体用于光响应靶向药物递送


光响应材料因其高时空选择性,通常被视作精确控制药物递送的理想载体。然而,其缓慢释放动力学,固有毒性和缺乏靶向能力等缺点正阻碍着它们的临床应用。


本文构建了一种新型的光响应DNA适配体超支化聚合物,它可以自组装成纳米载体,从而实现良好的生物相容性和靶特异性,以及光控释放能力。紫外线照射下,纳米载体能迅速释放药物,进一步的体外细胞研究证实了这种传递系统的特异性结合和内化性能是由DNA适体引起的。装载DOX的纳米载体对癌细胞具有选择性的光触发细胞毒性,显示出这种智能药物传递系统良好的治疗效果。


阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201809753


04蛋白酶活性转化为DNA输出用于开发智能生物纳米传感器


作为一种工程材料,DNA在具有高度稳定性的同时,拥有与生俱来的生物兼容性和信息存储能力。DNA可以通过基于序列的重组来处理信息,但是DNA通常不能接收大多数生物过程的输入信息,以及把它翻译成DNA兼容的语言。


本文报道了一种将蛋白酶活性转化为DNA输出的策略以克服上述问题。Cy3标记的多肽-DNA接收器被组装到半导体量子点供体上,作为输入门。当且仅当特定蛋白存在时可以切割肽链上的酶识别位点,进而改变量子点和Cy3之间的FRET效率,并且释放DNA输出片段,使之与DNA四面体结构结合,实现从蛋白酶活性到DNA输出的转化。通过更换不同类型的底物与相应的耦合DNA,该策略能区分不同的目标,同时对多方面信息进行处理,相较于针对单目标物分析更能提供可靠的结果。



阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201805384


05持续药物释放和光热抗菌的可注射复合水凝胶


开发具有多种功能的可注射纳米复合导电水凝胶敷料,包括粘合性、抗菌性和自由基清除能力,以增强全层皮肤伤口再生,一直以来是临床应用中非常重要的一环。


本文利用H2O2/HPR(辣根过氧化物酶)体系制备了一系列基于透明质酸-多巴胺和还原氧化石墨烯(rGO)的粘附止血抗氧化导电光热抗菌水凝胶,用于伤口敷料。这些水凝胶表现出高膨胀性,降解性,可调节的流变性,以及与人体皮肤相似或更好的机械性能。水凝胶敷料后,通过上调CD31的生长因子表达和改善肉芽组织厚度和胶原沉积,血管形成显著增强。在小鼠全厚度伤口模型中,水凝胶敷料在促进伤口闭合方面展现出了比商业Tegaderm薄膜组更好的治疗效果。



阅读原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201900046




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