Adv. Sci.| 基于雙microRNAs引導自反饋四面體熵驅動DNA電路的智能納米治療平臺

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MicroRNAs (miRNAs)是轉錄后基因表達的關鍵調控因子，已被證明是在腫瘤發(fā)生和發(fā)展過程中呈上升或下降表達的癌基因或腫瘤抑制因子，它們正成為重要的診斷、預后和預測的生物標志物和治療靶點。一方面，致癌miRNAs (onco-miRNAs)作為潛在的生物標志物廣泛存在于各種體液中，表現出與腫瘤狀態(tài)相對應的特異性表達模式，如大小、分級等抑制過表達的onco-miRNAs可產生有效的腫瘤治療另一方面，抑癌miRNAs作為一種新型的治療方法，是治療由遺傳和表觀遺傳改變引起的信號通路轉錄后失調的重要靶點不同的腫瘤相關miRNAs通過不同的信號通路影響腫瘤的進展，包括腫瘤發(fā)生的致癌促進和作用相反的腫瘤抑制。

到目前為止，基于miRNA的檢測與治療結合的研究報道很少。

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近日，陸軍軍醫(yī)大學西南醫(yī)院陳鳴教授和唱凱教授團隊在Advanced Science 期刊上發(fā)表名為“A Smart Nano-Theranostic Platform Based on Dual-microRNAs Guided Self-Feedback Tetrahedral Entropy-Driven DNA Circuit”的研究論文。

DOI: 10.1002/advs.202301814

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該研究為了檢測低豐度的細胞致癌miRNA (onco-miRNAs)，實現onco-miRNAs與抑癌基因的協同基因治療，構建了基于雙miRNAs引導的自反饋四面體熵驅動DNA電路的智能納米theranostic平臺。

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文章原理示意圖

納米治療平臺由一個DNA四面體和一個熵驅動的DNA電路組成，作為治療工具。通過連續(xù)退火工藝，使用6個特定設計的序列構建了納米anostic平臺。P5(12)和P6(345)與P3鏈的相應部分(1*2*4*5*)雜交，形成s鏈，P3的部分序列與其他鏈(P1, P2, P4)形成四面體骨架。當需要時，分別在p3和P5的鄰近位置標記熒光團和猝滅劑，以監(jiān)測由目標啟動的熵驅動DNA回路。

圖二驗證四面體的構成。

治療平臺的搭建和檢測MiRNA-155體外可行性驗證。

檢測MiRNA-155體內可行性驗證。

在腫瘤原位和活體內使用miRNA-155檢測的驗證。

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體內的腫瘤治療效果。

活體抗腫瘤效果。

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基于雙miRNAs引導的自反饋四面體熵驅動DNA電路，開發(fā)了一種智能納米theranostic平臺，可以檢測細胞內的onco-miRNAs，同時通過釋放腫瘤抑制因子miRNAs實現癌癥治療。設計的DNA四面體可作為體內應用的miRNA裝載和傳遞載體。設計的熵驅動DNA電路作為miRNA的原位放大器，用于超靈敏的生物傳感。因此，在本報告中，通過精心設計納米治療平臺的四個頂點和六個側面，不僅在體外，而且在體內檢測到具有滿意分析性能的致癌miRNA-155。同時，通過設計這個智能的納米治療平臺，將腫瘤抑制因子miRNA-122預載、遞送和釋放到癌細胞中。通過觸發(fā)細胞內熵驅動的DNA回路和可再生的自我反饋，顯著增加的腫瘤抑制因子miRNA-122和相對減少的onco-miRNA-155協同抑制癌細胞增殖、遷移和侵襲等進展。平臺也促進了癌細胞的凋亡。綜上所述，智能納米治療平臺能夠檢測腫瘤microrna，同時遞送特異性的腫瘤抑制microrna，在體外和體內均能增強抗腫瘤作用，且無明顯副作用。

編輯：王本初

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