本技术介绍了一种合成DNA酶纳米材料的方法,旨在治疗肿瘤的同时保护患者的生育能力。该方法包括合成具有APE1酶位点的DNAzyme,随后将其与血红蛋白、二价铁溶液和去离子水混合,形成一种新型纳米材料。
背景技术
DNA酶(DNAzyme)是一种短DNA低聚物,因其高催化效率和特异性,已成为疾病治疗中基因调控的有前途的工具。
DNAzyme通过切割连接体光化学整合到DNA纳米结构中,用于基因调控活性的光学控制已被报道。虽然这些光激活策略提供了DNAzyme活性的时空控制,但它们在体内的应用受到光的浅层组织渗透的影响。相比之下,内源性酶由于其高催化效率、底物选择性和在许多病变细胞中的空间过表达而呈现出更有希望的触发机制。最近,酶反应元件已被纳入DNAzyme设计中,以开发有条件地调节其催化活性以响应特定酶触发的策略。尽管取得了这些进展,但由于缺乏可靠的工程方法,酶激活DNAzyme系统在体内肿瘤治疗中的应用仍然具有挑战性。
声动力治疗(SDT)是一种新兴的治疗方式,它利用低强度超声(US)激活癌变区域内的声敏剂,产生活性氧(ROS)来根除肿瘤细胞,从而为肿瘤治疗提供了一种高度可控的方法。US的优点包括侵入性小,副作用轻,深度组织穿透远远超过光(>10cm),使SDT成为一种有前途的治疗方式。因此,各种声敏剂,从有机分子到无机纳米颗粒,已经被探索以提高声动力效率。
无尿嘧啶/无嘧啶内切酶1(APE1)在碱基切除修复途径中起着至关重要的作用,它负责切除基本(AP)位点以促进DNA损伤修复。目前已研究证明使用APE1作为设计酶激活DNA系统的触发器,使疾病细胞选择性分子成像和治疗成为可能。
血红蛋白(Hb)是一种具有四个血红素基团的天然生物分子,由于其卓越的声动力效率,水溶性和生物相容性,超越了传统的有机声敏剂,因此作为声敏剂具有显著的优势。
DNAzymes的治疗应用受到细胞膜穿透性差和生物环境不稳定的限制,这就需要使用纳米载体进行有效的细胞内递送。同时,被DNAzymes降解的靶RNA分子通常在癌症细胞和正常细胞中表达,导致靶向非肿瘤效应和降低治疗精度。为了解决这个问题,研究人员尝试开发刺激反应策略来实现对DNAzyme活动的时空控制,但其抗肿瘤效果与预期相差甚远。因此,控制声敏剂与其他治疗剂的共同递送对于推进下一代SDT系统至关重要。
实现思路