朱俊杰课题组在DNA多功能纳米载体用于耐药肿瘤治疗研究中取得重要进展

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化疗作为肿瘤治疗的主要手段之一，由于其传递效率低、副作用大及多重耐药性（multidrug-resistance，MDR）而受到限制。其中，MDR会导致肿瘤细胞药物外排，从而造成肿瘤抑制效率低和肿瘤复发。因此，寻找克服肿瘤细胞MDR的有效方法对提高肿瘤治愈率具有重要意义。朱俊杰教授课题组近期在DNA多功能纳米载体用于MDR肿瘤的治疗研究中取得重要进展，其研究论文“Multifunctional DNA Polycatenane Nanocarriers for Synergistic Targeted Therapy of Multidrug-Resistant Human Leukemia”近日在线发表在材料领域的重要刊物Advanced Functional Materials（DOI: 10.1002/adfm.201905659）上。
       DNA作为一种生物内源性物质，具有序列可编程性、自动控制合成、易于修饰等特点。基于DNA构建的纳米结构已广泛应用于生物医学领域。尽管已有大量有关DNA纳米结构作为药物载体的研究报道，但是受DNA结构稳定性的限制，抗肿瘤效果欠佳。近期，朱俊杰教授课题组与青岛大学毕赛教授合作，构建了一种多功能适配体-DNA聚环结构（AptDPCs），联合化疗和基因治疗，协同治疗人耐药白血病。此外，该工作引入磁分离技术，实现DNA纳米结构的高效纯化和磁性载体的循环使用。

       该工作自组装得到的AptDPCs具有较高的长径比，且其刚性结构能够抵抗核酸酶的降解，具有良好的生物稳定性。此外，该工作成功采用荧光基团、载药位点和反义寡链核苷酸（AS ODN）等对AptDPCs进行功能化，实现了MDR肿瘤细胞的生物成像、靶向药物递送及基因治疗。如图1所示，当负载阿霉素（Dox）的AptDPCs（Dox-AptDPCs）被MDR人白血病细胞（K562/D）特异性摄取后，Dox在胞质中逐渐释放，同时AS ODN与MDR1 mRNA杂交，抑制P-gp的表达，防止Dox泵出细胞，提高Dox在肿瘤细胞中的累积量，有效抑制肿瘤生长。体外和体内研究证实，在化疗和基因治疗的协同作用下，AptDPCs不仅可以实现靶向药物递送，显著降低系统毒副作用，而且可以有效增强MDR肿瘤的化疗效果，为MDR肿瘤靶向纳米治疗平台的开发开辟了新的途径。
       化学化工学院2017级博士生于莎同学为论文的第一作者，姜立萍教授、毕赛教授和朱俊杰教授为论文共同通讯作者，南京大学为第一通讯单位。此项研究得到了国家自然科学基金、科技部国际合作基金等项目的支持。


         DNA纳米载体
         纳米技术的发展及疾病生物标志物、相关配体的研究进展使得智能的、靶向药物传递变为可能,极大地促进了癌症及基因治疗的研究。脂质体、高分子纳米颗粒等几种纳米药物传递系统已经被批准进行临床应用,但这些系统的临床作用还不是特别显著。继续研究开发新型的、具有生物兼容性的、多功能的纳米药物传递载体对纳米技术在药物传递上的应用至关重要。DNA是天然存在的遗传物质,DNA纳米结构本身先天具有精确的自组装、可控的设计、良好的生物相容性,无毒性等特点,并且可将药物、荧光分子、mi RNA、si RNA等小分子物质定点修饰在纳米结构上,为在今后的的生物医学等方面成为药物传递纳米载体提供了可能。
        
        毕赛，女，1983年8月生，博士，博士后，青岛大学教授，国家优青，教育部新世纪优秀人才，山东省泰山学者青年专家，青岛市青年科技奖获得者，硕士生导师。


       姜立萍，1974年生，1996年本科毕业于南京大学化学系，2005年获南京大学博士学位。2012年12月被聘为南京大学教授。主持国家自然科学基金面上项目和青年基金各一项，江苏省基础研究计划面上项目一项。发表SCI论文50余篇，论文被SCI刊物他引900余次，获授权发明专利3项。入选2012 年度教育部“新世纪优秀人才支持计划”，获2010年度教育部自然科学一等奖(排名第二)和2008年度江苏省科技进步奖二等奖(排名第二)。  
   
       朱俊杰，现任南京大学教授（特聘教授），研究生院副院长。1984年本科毕业于南京大学化学系，1993年在南京大学获得博士学位，1998-1999年在以色列巴伊兰大学从事博士后研究。2001年晋升为教授，2002年任博士研究生导师。2003年获得国家杰出青年科学基金。主要研究方向为纳米生物分析化学，包括功能纳米材料的制备与表征、生物纳米电化学、纳米材料的光学分析、纳米材料的生物应用等。主持承担了国家自然科学基金委重点基金，重大仪器专项和科技部纳米重大专项等多项课题。在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Anal. Chem. 等国内外杂志上发表SCI论文400余篇，论文他引达到13000余次，H因子为65。入选爱思唯尔2014年中国高被引学者榜单；一篇发表在NANO LETTERS,（2012,12(2):844-849）上的论文被选为2012年中国百篇最具影响国际学术论文。 获2010年度教育部高等学校科学研究优秀成果奖自然科学一等奖 ，2008年度江苏省科学技术进步二等奖和2003年获中国化学会分析化学“梁树权基础研究奖”。编写专著Quantum Dots for DNA Biosensing (Springer ISSN 2191-540, DOI 10.1007/978-3-642-44910-,2013)和纳米分析化学（科学出版社，2014）。现兼任《Recent Patents on Materials Science》、《 Current Smart materials》和《分析科学学报》副主编及 12个国内外杂志的编委。