基于DNA纳米结构的药物递送系统用于癌症治疗的研究进展

DNA作为生物界中用于传递遗传信息的物质,具有良好的生物相容性.因此,以DNA为模板自组装的DNA纳米结构在无转染剂时能顺利通过细胞膜,且高效无毒.与其他纳米材料相比,DNA纳米结构还具有高度的可编程性和精确的可寻址性,体内稳定性和易于修饰等优点.近年来,随着DNA纳米结构的发展,其特异性的靶向识别能力以及高载药量的优...     

基于sub-tile的对称有界DNA结构自组装及应用

使用一种基于DNA sub-tile的自组装策略,通过模块化的方式灵活构建多种刚性DNA tile,同时利用DNA tile 的对称性,创建多种有限尺寸,空间可寻址的纳米网格结构,并阐述其可能在癌症治疗中作为小分子纳米药物颗粒运载工具,实现定向给药的潜在应用.     

DNA Tile计算简述

自1953年Watson和Crick首次提出DNA双螺旋结构以来,DNA作为遗传物质、信息载体和纳米材料被广泛研究,并成为多个领域的研究对象,如基因工程、DNA酶、生物信息学、信息存储、DNA纳米技术等.DNA作为一种天然的纳米材料,具备自组装的能力(A-T、C-G),使其在纳米结构领域成为备受瞩目的材料之一.以DNA构建的纳米结构形态不一,其构建的方法则主要分为两种:DNA Tile和DNA折纸.文章主要阐述DNA Tile的发展历程及其在纳米结构构建领域的应用,并着重介绍DNA Tile在计算领域的广泛应用.     

微纳米马达在药物递送的应用进展

 微纳米马达药物递送技术是一种基于药物载体自身可发生自主运动的新型体内药物递送模式,可以在无损模式下促进治疗药物在病变部位的有效富集、滞留与渗透。简述了微纳米马达药物递送技术的研究进展,阐述了微纳米马达的给药方式、药物负载方式、微纳米马达药物递送体系的靶向能力、微纳米马达在生理环境下的药物递送运动、微纳米马达自主运动在提高细胞摄取和组织渗透性方面的促进作用,以及微纳米马达药物递送体系的具体应用案例等,展望了该领域的未来发展趋势。     

纳米谷氨酸壳聚糖制备及其体外质粒转染研究

采用表面修饰方法制备出谷氨酸修饰的壳聚糖纳米基因载体。对样品进行红外分析、粒度分析、zeta电位分析、生物相容性、凝胶阻滞分析、DNA保护性试验、体外细胞转染研究。结果显示所制得的谷氨酸修饰的壳聚糖纳米颗粒平均粒径为170nm,其zeta电位为 4.7mV。红外分析显示谷氨酸已通过酰胺键结合在壳聚糖上。MTT实验结果显示纳米颗粒与细胞有良好的生物相容性。凝胶阻滞分析和DNA保护试验结果表明纳米载体可与DNA通过电性结合作用而结合,并可以有效保护DNA,防止核酸酶对其的降解作用。而体外细胞转染的结果表明,谷氨酸修饰的纳米粒能介导pEGFP-N1质粒转染HepG2细胞并在细胞中表达绿色荧光蛋白。因此,谷氨酸修饰的壳聚糖纳米颗粒可作为一种新型非病毒基因载体介导核酸类生物大分子进入细胞内。     

功能性上转换纳米颗粒NaYF4:Yb/Tm用于潜在的荧光成像和pH响应药物递送

为拓展稀土掺杂上转换纳米粒子(UCNPs)独立用于药物载体及对于癌细胞的靶向性识别功能,我们采用简单的溶剂热法,通过调节溶剂热的时间和温度、添加剂以及表面活性剂的用量一步合成生物相容性较好的上转换纳米粒子.合成具有形貌、粒径可调节的高均匀性和分散性的UCNPs.研究了NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)的合成条件,获得最佳尺寸(约300 nm)及形貌的NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)纳米粒子.探讨其荧光性质,发现其在980 nm光激发下的强蓝色发射可用于荧光成像,证明我们合成的UCNPs可作为上转换荧光的发光中心.对最优NaYF_4:Yb~(3+)/Tm~(3+)纳米粒子进行药物(DOX)递送测试,发现该药物可以实现pH响应释放.至此,我们成功合成同时具有载药及pH响应释放功能的上转换纳米粒子,实现荧光成像引导下的诊疗一体化功能,拓展UCNPs的独立应用范围.     

纳米金的制备、表征及应用研究

纳米金材料基于其良好的光学和电子学特性,近年来已成为科学家们研究的热点之一。实验以氯金酸为原料,柠檬酸三钠为还原剂,采用经典的柠檬酸三钠还原法制备出纳米金溶液,利用目测法、紫外-可见分光光度法和扫描探针显微镜法对其进行表征,结果表明:纳米金粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。利用自组装单分子膜原理,通过层层组装将纳米金粒子和DNA探针依次固定到玻碳电极表面制备探针电极,利用电化学工作站检测其信号,结果表明纳米金标记DNA探针可显著增强目标DNA的检测信号,提高检测的灵敏度,并使响应电流增强。     

5-氟-胞苷抗肿瘤活性及其机制研究

为进一步探求高效、广谱的抗肿瘤氟代化学修饰小分子药物，为癌症治疗提出新的解决方案，本研究通过分子对接技术和细胞活性、流式细胞、转录组分析、DNA损伤等实验来探索氟修饰核苷类分子5-氟胞苷的抗肿瘤活性及其作用机制.实验结果表明，5-氟胞苷在多种肿瘤细胞中的IC₅₀小于1μmol/L,且5-F-Cyd较为明显地调节了癌症的发生与发展机制，与影响DNA复制、造成DNA损伤和诱导细胞凋亡有关.此外，还发现氟原子修饰的5-氟胞苷有可能通过干扰聚合酶θ的修复功能来阻止耐药的发生.因此，5-氟胞苷可作为癌症治疗的潜在候选药物.     

基于海洋生物多聚物的功能因子递送系统

基于海洋多聚物的纳米材料是一种新型的功能因子负载体系,临床应用中药物与功能因子的递送方式主要有3种,分别是口服、经皮和注射,但由于体感差、药物递送量低、副作用和有效成分活性丧失等诸多问题的困扰,人们更加希望选择既能提高医疗效果和健康水准,又能满足良好舒适性的传输递送方式。研究发现基于海洋多聚物的纳米材料与传统口服递送体系的系统结合可以实现抗癌药物、营养物质、益生菌、疫苗等功能成分的高效递送,大大提高了上述成分的整体生物利用度。通过阐述纳米载体的制备、功能因子的负载及其吸收机制为基于海洋多聚物功能因子递送体系的发展提供参考和借鉴。     

DNA自组装与信息存储

脱氧核糖核酸(Deoxyribonucleic acid, DNA)作为未来数据的存储介质具有巨大的潜力.近年来,DNA自组装技术发展迅速,其中DNA折纸(origami)和DNA瓦片(tile)设计及组装技术已经实现了纳米结构的原子级精度.DNA自组装纳米结构因其具有空间可寻址性、可编程性等优点,为基于DNA自组装的信息存储提供了发展平台.文章综述了基于DNA自组装技术的两种组装模型及DNA信息存储领域的发展现状,总结了当前基于DNA单链、DNA origami和DNA tile的信息存储,概述了当前基于DNA的信息存储领域中面临的挑战,并展望了DNA自组装及其在信息存储领域的应用前景.     

Pathology: cancer cells compress intratumour vessels

The delivery of therapeutic drugs to solid tumours may be impaired by structural and functional abnormalities in blood and lymphatic vessels. Here we provide evidence that proliferating cancer cells cause intratumour vessels to compress and collapse. By reducing this compressive mechanical force and opening vessels, cytotoxic cancer treatments have the potential to increase blood perfusion, thereby improving drug delivery.     

微针给药系统的研究进展

微针是一种具有微米尺度的经皮给药技术,从内部结构可分为实心与空心微针.制作微针的材料主要有硅、金属、聚合物等.微针增强了皮肤对药物尤其是大分子药物的渗透性,不会到达神经分布丰富的皮肤深层组织,并且使用方便,因此是一种高效、无痛、安全的经皮给药方式.微针在胰岛素给药、卵清蛋白的免疫接种、缓控释给药、微量输液等方面的研究为微针经皮给药提供了应用可能.     

肿瘤研究新视点——MGMT

MGMT作为一种重要的DNA修复酶对于保护细胞免受环境中的致癌物质和（或）化疗物引起的基因毒起着关键作用，因此在细胞对环境致癌物的易感性与肿瘤对化学药物的耐药性等研究领域，MGMT正受到越来越多研究者的关注。化疗药物作用的有限性一直是困扰肿瘤临床治疗的一大难题，许多人把希望寄托在肿瘤的早期发现与预防上，MGMT作为一种重要的DNA修复酶起着保护细胞免受基因毒的重要作用，利用这一性质，通过检测组织中MGMT的活性水平可以帮助我们预测正常细胞的突变性与肿瘤细胞的耐药性，为肿瘤的早期预防和确定化疗方案提供依据，本文综述了MGMT的一般性质、作用机制和临床意义。     

Recent advances of morphology adaptive nanomaterials for anti-cancer drug delivery

The morphology of nanomaterials combines the characteristics of their size, shape and spatial structure. Owing to the improved spatiotemporal control of the nanocarriers for anti-cancer drug delivery, the morphology adaptive nanomaterials have received tremendous attention in the field of nanomedicine, while they are able to respond through chemical or physical change. In this review, we summarize the recent advancements of morphology adaptive nanomaterials and their application in anti-cancer drug delivery system, wherein the size, shape and spatial structure of nanocarriers can be changed to adapt the complex living system, thus overcoming the pathological barriers in drug delivery. The overview of the recent examples shows that each step of delivery process can be improved by the morphology adaption, which represents the great potential for clinic translation of morphology adaptive nanomaterials.     

抗癌药物靶向制剂的研究现状

抗癌靶向药物制剂能使药物选择性地与靶组织在细胞或亚细胞水平上发生反应,使药物能够可控性地分布,并于靶区持续缓慢地释放药物,有效降低其对正常组织的毒副作用,从而提高化疗疗效.针对目前国内外正在研究并取得了一定进展的抗癌靶向药物制剂,进行了全面客观的综述.通过大量文献,从靶向治疗设计模式、靶向制剂的分类、抗癌靶向药物载体及影响药物靶向性的因素等方面进行探讨.发现尽管靶向制剂广泛应用于临床尚需时日,但它们对于克服肿瘤治疗中的毒副作用,从而提高疗效具有不可忽视的作用.     

无机纳米载体在靶向药物输送中的应用研究进展

纳米材料在生物领域的渗透形成了纳米生物材料,而纳米药物载体的研究是纳米生物材料的前沿和热点之一.常见的无机纳米药物载体包括磁性纳米粒子、介孔二氧化硅、纳米碳材料、量子点等,这些无机纳米药物载体在实现靶向性给药、控释和缓释药物以及癌症靶向治疗等方面表现出良好的应用前景.而且,集成像、靶向给药和癌症治疗功能于一身的多功能纳米药物载体比常规化疗药物载体具有明显优势.文中综述了近年来上述无机纳米材料尤其是多功能无机纳米载体在靶向药物输送中的应用及其载药释药行为的研究进展.     

基于DNA链置换反应的编码器逻辑运算模型研究

作为自组装DNA计算领域中一门新技术,DNA链置换反应在分子计算领域得到了广泛的应用.基于自组装DNA计算原理,设计了对应不同逻辑门的DNA分子电路.基于DNA链置换反应机理构建了编码器逻辑电路的分子计算模型.当输入DNA分子信号链时,将不同分子浓度比的DNA分子逻辑门电路混合,借助分子间的特异性杂交反应及分子间链置换反应,最终可输出信号链分子.Visual DSD仿真结果表明了本文设计的编码器逻辑计算模型的可行性与准确性.为拓展分子逻辑电路的应用做出有益的探索.     

细胞穿透肽增强抗肿瘤效果的研究进展

细胞穿透肽(CPPs)是一种能够穿透细胞膜的多肽,可携带多种物质进入细胞内,并产生生理活性.现有一些抗肿瘤药物由于其本身的水溶性差、活性低、毒性大和易产生耐药性等缺陷,影响了肿瘤治疗效果.综述了近几年来细胞穿透肽增强抗肿瘤效果的研究进展,为更好地寻求治疗肿瘤药物的给药途径提供新思路.