“非傳統(tǒng)”組裝 DNA 納米結(jié)構(gòu)及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
非傳統(tǒng)組裝 DNA 納米結(jié)構(gòu)是指利用 DNA 分子的可編程性和自組裝性，通過非經(jīng)典的 Watson-Crick 堿基配對或其他輔助因素，構(gòu)建出具有特定形狀和功能的納米尺度結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)具有生物相容性、可控性、多功能性等優(yōu)點，可以用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的多種應(yīng)用，如生物傳感、成像、藥物遞送、基因治療等。
關(guān)于非傳統(tǒng)組裝 DNA 納米結(jié)構(gòu)及其生物醫(yī)學(xué)的案例：
利用超分子自組裝技術(shù)，設(shè)計出基于 DNA 的納米機器人，用于活體輸運傳統(tǒng)難以成藥的凝血酶，實現(xiàn)了高效低毒的腫瘤栓塞治療。他們還構(gòu)建了一系列多肽納米結(jié)構(gòu)，對腫瘤微環(huán)境進行靶向藥物輸運、特異性響應(yīng)與調(diào)控，提升腫瘤診斷與綜合治療效果。
通過滾環(huán)擴增技術(shù)發(fā)展了一種非經(jīng)典的DNA自組裝技術(shù)，構(gòu)建了在生理條件下具有良好穩(wěn)定性的 DNA 納米花結(jié)構(gòu)，并成功實現(xiàn)了其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。他們將 DNA 納米花作為藥物載體，實現(xiàn)了對癌細胞的高效靶向殺傷；將 DNA 納米花作為信號放大器，實現(xiàn)了對細胞內(nèi) miRNA 的高靈敏檢測；將 DNA 納米花作為基因載體，實現(xiàn)了對細胞內(nèi)基因編輯的高效介導(dǎo)。
基于DNA三角形的納米結(jié)構(gòu)平臺，可以實現(xiàn)對細胞內(nèi)不同 pH 值區(qū)域的精準識別和藥物釋放。他們將 pH 響應(yīng)性 DNA 分子連接到 DNA 三角形的頂點上，形成一個 pH 傳感器；將藥物分子連接到 DNA 三角形的邊緣上，形成一個藥物載體。這種納米結(jié)構(gòu)可以根據(jù)細胞內(nèi)不同 pH 值區(qū)域的變化而改變自身的形態(tài)和藥物釋放量，從而實現(xiàn)對腫瘤細胞核和溶酶體的雙重靶向治療。
利用 DNA 分子的可編程性和金納米粒子 (AuNPs) 的光學(xué)性質(zhì)，設(shè)計并制備了一種具有多功能性能的核衛(wèi)星 (core-satellite) 納米結(jié)構(gòu)。這種納米結(jié)構(gòu)由一個 AuNP 核心和若干個較小的 AuNP 衛(wèi)星組成，通過 DNA 分子連接在一起。這種納米結(jié)構(gòu)具有增強的表面等離激元共振 (SPR) 效應(yīng)、表面增強拉曼散射 (SERS) 效應(yīng)和表面增強熒光 (SEF) 效應(yīng)，可以用于生物傳感、成像、藥物遞送和診斷等領(lǐng)域。
基于 DNA 折紙技術(shù)的納米結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)對細胞內(nèi)核酸的高靈敏檢測。這種納米結(jié)構(gòu)由一個 DNA 折紙框架和若干個 DNA 信號放大器組成，可以在細胞內(nèi)形成一個 DNA 納米陣列，通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移 (FRET) 機制放大核酸檢測信號。這種納米結(jié)構(gòu)可以用于檢測細胞內(nèi)的 mRNA、miRNA、DNA 甲基化等不同類型的核酸，并具有高靈敏度、高特異性和高可視性等優(yōu)點。
參考文獻：
[1]National NanoCenter published review articles of multifunctional biological nanostructures for cancer treatment. https://www.cas.cn/syky/202105/t20210526_4789847.shtml
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