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基于智能DNA反应器的在体易读肿瘤成像与精准治疗

2024-05-04作者：CMT琳资讯

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近期，上海交通大学医学院分子医学研究院杨宇团队和上海市第十人民医院（暨同济大学附属第十人民医院）朱小立团队联合在《Angew. Chem. Int. Ed.》（IF=16.8）上发表研究成果。该工作充分利用肿瘤与正常组织的微环境差异，开发了一种用于肿瘤在体易读成像与精准治疗的智能DNA纳米反应器（iDNR）。该iDNR采用“AND”布尔逻辑算法，精准地在肿瘤组织中原位沉积光热物质聚多巴胺（PDA），从而实现了无需昂贵仪器的体内基于温度计的易于读取肿瘤成像和精准治疗。

肿瘤影像学对于肿瘤定位、手术指导和预后监测至关重要。尽管纳米技术的进步促进了光热成像、光声成像、核磁共振成像和多模态成像等各种肿瘤影像技术的发展，但它们仍然受到特异性和成本效益的限制。i）不智能的“始终开启”或单参数响应信号输出以及显著的脱靶效应导致难以区分肿瘤组织信号与正常组织背景；ii) 现有的诊断策略，如磁共振成像、正电子发射断层扫描等价格昂贵。因此，如何发展一种特异性强，且具有成本效益的理想肿瘤影像策略，实现智能且易于读取的在体肿瘤成像是一个重要的研究方向。

（图1. iDNR的制备和应用示意图，用于易于读取的体内肿瘤成像和精准治疗。）

iDNR是一种被合理设计的多功能DNA多聚物，兼具结合肿瘤标志物核仁素的核酸适体功能，响应肿瘤微环境过氧化氢（H2O2）的酶促催化活性，两种功能共同构成了多个参数响应的“AND”逻辑门，能够智能催化光热物质聚多巴胺（PDA）在肿瘤部位的选择性沉积。基于这一设计，iDNR成功实现了基于温度计的在体易读肿瘤成像，并展示了与流式细胞术和光声成像相媲美的性能。此外，iDNR对肿瘤组织的高度选择性还被成功用于实现精准的肿瘤光热治疗（PTT），通过智能加热肿瘤组织来杀灭肿瘤。iDNR介导PTT激活免疫结合免疫检查点阻断（ICB）治疗，能够进一步抑制远端肿瘤的生长。鉴于DNA功能的多样性与高度可设计性，这一研究成果有望为肿瘤的智能生物医学应用提供新的思路和解决方案。

该工作得到了科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金项目等经费支持。上海交通大学医学院分子医学研究院联合培养博士毛东升为该论文的第一作者，研究员杨宇和上海市第十人民医院（暨同济大学附属第十人民医院）教授朱小立为通讯作者。

来源：上海交通大学医学院附属仁济医院

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