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一种基于DNA的纳米凝胶（如上所示）在癌细胞中被分解，从而释放出化疗药物。
当前的化疗方案减缓了癌症的进展并挽救了生命，但这些功能强大的药物会影响健康和癌细胞。现在，在ACS Nano Letters中报道的研究人员已经设计出了基于DNA的纳米凝胶，它们只能分解并释放癌细胞内的化学治疗成分，从而最大限度地减少对正常细胞的影响，并可能消除痛苦和不舒服的副作用。
一旦被摄入或注射，化学疗法药物便会遍及全身，不分青红皂白地影响着健康细胞以及引起疾病的细胞。由于这些药物中的许多对所有细胞均具有毒性，因此所需的肿瘤缩小可能会伴有不良副作用，例如脱发，胃肠道问题和疲劳。由DNA制成的纳米凝胶是这些药物可以被递送的一种方式，但它们仍会进入所有细胞。李天虎，Teck-Peng Loh及其同事认为，生物标志物（蛋白质或其他成分在癌细胞及其健康对应物中的含量不同）可能会破坏纳米凝胶，导致其仅在那些中释放其内容物。那是癌。与健康细胞相比，癌细胞中存在一种称为FEN1的生物标记物，一种能切割某些类型DNA的修复酶。研究人员希望了解他们是否可以设计一种可以被FEN1特异性降解在癌细胞中的DNA纳米凝胶。
为了制造DNA纳米凝胶，研究人员使用了FEN1可以识别和切割的特殊DNA结构。在无细胞系统中，研究人员观察到，基于DNA的纳米凝胶被FEN1破坏，但未被其他DNA修复酶或化合物破坏。当活细胞与基于DNA的纳米凝胶一起孵育时，健康的细胞没有足够的FEN1来分解它们，而癌细胞却有。当将化疗药物阿霉素和长春瑞滨掺入纳米凝胶后，人类乳腺癌细胞的死亡率要高于正常健康的乳腺癌细胞。这些发现表明，基于DNA的纳米凝胶可以高度特异性地将药物引入癌细胞，从而降低了副作用的风险。研究人员说，纳米凝胶还可以用作生物标记酶的探针，与目前的方法相比，可以帮助医生更直接地诊断癌症。
参考：张皓，赛赛巴，茉莉李茉莉，谢建平，卢德鹏和李天虎，“癌症生物标志物触发的可崩解DNA纳米凝胶用于智能药物递送”，2020年10月29日，Nano Letters.DOI：
10.1021 / acs.nanolett.0c03671
作者感谢中国西北工业大学和新加坡科学技术研究局的资助。
