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中国科学家开发出DNA纳米机器人 或能高效靶向特殊类型乳腺癌细胞

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据梅奥诊所数据显示,大约20%的乳腺癌都会制造异常高水平的HER2蛋白,HER2是一种名为人类表皮生长因子受体2的特殊蛋白,当其显示在癌细胞表面时,信号蛋白就会帮其失控增殖,同时其也与乳腺癌患者较差的预后直接相关,近日,一项刊登在国际杂志Nano Letters上的研究报告中,来自中国四川大学的科学家们通过研究开发了一种DNA纳米机器人,其能有效识别乳腺癌细胞表面的HER2蛋白,并靶向摧毁癌细胞。

图片来源:Adapted from Nano Letters 2019, DOI: 10.1021/

当前治疗HER2阳性乳腺癌的疗法包括单克隆抗体,比如曲妥珠单抗,这类药物能结合细胞表面的HER2并将其引入溶酶体用于降解;降低HER2的水平能够减缓癌细胞的增殖并诱发细胞死亡,尽管目前单克隆抗体能够引发癌细胞死亡,但这类药物仍然存在严重的副作用,而且生产这类药物的费用非常昂贵。

此前研究中,研究者Yunfeng Lin及其同事通过研究鉴别出了一种名为适配体(aptamer)的DNA短序列,其能识别并结合HER2,并以与单克隆抗体相同的方法定向作用促进溶酶体对其降解。适配体在血清中并不稳定,因此研究人员就想通过观察是否加入额外DNA纳米结构(tFNA,四面体骨架核酸)就能够增加适配体生物稳定性和抗癌活性。

这项研究中,研究人员设计出了一种DNA纳米机器人,其由携带附加HER2适配体的tFNA组成,当注射到小鼠体内后,这种纳米机器人在机体血液中存留的时间是游离适配体的两倍多,随后研究者在培养皿中将纳米机器人加入到三种乳腺癌细胞系中,结果发现,纳米机器人仅能够杀灭HER2阳性的细胞系,额外加入的tFNA能够促进更多适配体结合HER2蛋白,从而降低细胞表面HER2的水平。相比单克隆抗体而言,尽管纳米机器人能够轻松廉价地制造,但在其应用于临床中治疗乳腺癌之前仍然需要进一步改进。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Wenjuan,MaYuxi,ZhanYuxin Zhang, et al.An Intelligent DNA Nanorobot with in Vitro Enhanced Protein Lysosomal Degradation of HER2,Nano Letters(2019) doi:10.1021/acs.nanolett.9b01320


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