基础医学院肖泽宇课题组设计DNA自组装“纳米蒲公英” 实现对光热治疗时空过程的可视化监控
2022-04-03 浏览( 来源: 
 撰稿:
 摄影:

近日,基础医学院肖泽宇教授课题组在生物材料领域知名期刊Biomaterials上发表了题为“DNA-assembled visible nanodandelions with explosive hydrogen-bond breakage achieving uniform intra-tumor distribution (UITD)-guided photothermal therapy”的研究成果。该研究基于DNA自组装技术构建了一种类似蒲公英结构的可视化纳米药物,命名为DNA自组装纳米蒲公英。此纳米蒲公英利用DNA双链中氢键的爆破式热解离特性,使光热试剂在肿瘤内由大粒径解离为小粒径,并可视化地监控其在肿瘤组织内时空均匀分散的过程,显著提高了光热治疗的疗效。

肿瘤光热疗法是将光热试剂聚集在肿瘤组织,并利用近红外光(NIR)照射触发,将光能转化为热能来杀死癌细胞的一种治疗方法。由于具有较深的组织穿透性、较高的空间选择性和较低的系统毒性等优势,已成为最具临床应用前景的局部热消融肿瘤的方法。然而,光热疗法的瓶颈在于,光热试剂难以在肿瘤内均匀分布,以致只有光热试剂富集处的癌细胞会被较高的光热温度杀伤,而没有光热试剂富集的癌细胞由于局部温度较低仍然存活,导致疗效受限。

针对这一重要医学问题,研究者受到风吹蒲公英后种子散落的启发,制备了一种类蒲公英结构的DNA自组装可视化纳米药物,命名为DNA自组装纳米蒲公英(GRS-DNA-CuS)。此纳米蒲公英是由DNA双链(如同蒲公英的花柱)将内核拉曼影像探针GRS(如同蒲公英的花托)和外壳超小CuS光热试剂(如同蒲公英的种子)自组装于一体。由于纳米蒲公英GRS-DNA-CuS具有较高的光热转化效应,在第一次NIR辐照后,能够迅速达到DNA的解链温度,导致氢键爆破式断裂,使得富集到肿瘤处的大粒径纳米蒲公英GRS-DNA-CuS(~135 nm)完全、彻底地解离成两部分:GRS和超小CuS光热试剂(~12nm)。由于肿瘤局部超小CuS光热试剂的浓度迅速增加,促使其在肿瘤组织内具有较强的扩散能力,6小时即可在肿瘤内均匀扩散开,犹如风吹打蒲公英后种子四处飘散。随后,已经完成瘤内均匀分布的超小CuS光热试剂,在第二次NIR辐照下,达到光热消融所有癌细胞,高效根除肿瘤的目标。与此同时,具有较好空间分辨率的拉曼成像和较强组织穿透性的光声成像技术,为两次近红外光辐照提供了精准的光照时间和空间位置,以可视化的方式监控了光热试剂在肿瘤处富集、解离、扩散和光热治疗的整个过程,显著提升了光热治疗的疗效。总之,我们提出可视化监控光热试剂在瘤内均匀分散的理念,为光热高效治疗肿瘤提供了新的研究思路。

上海交通大学基础医学院博士生张永明,助理研究员崔彦娜和硕士生李明旺为该论文的共同第一作者。肖泽宇教授为该论文的通讯作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金国际(地区)合作项目等资助。

 

学院快讯

  永远跟党走,青春在行动——公共卫生学院…
  JCB|钟清/荣岳光/Helmut Kramer/留筱厦合…
  锁不住的诗和远方——东七学生寝室楼第二…
  人事教工党支部组织学习习近平总书记在中…
  浦东新区人民医院战略发展规划项目中期专…

科研动态

  JCB|钟清/荣岳光/Helmut Kramer/留筱厦合…
  Nature Communications |上海市免疫学研…
  程金科教授实验室发现SENP1-Sirt3信号轴…
  公共卫生学院院长王慧教授团队发现长期低…
  科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大…

菁菁校园

  “医见如故”第二期线上读书会顺利举办
  齐心抗疫 科研并行——记李春波名师工作…
  王兴做客医学生职业生涯规划授课《你要做…
  科研领航不畏浮云遮望眼——2021级口腔医…
  20级儿科三班班导师活动在云端举行

媒体聚焦

  【中青报】看!上海战疫中,有这样一群医…
  【光明日报】报效祖国,服务人民!这是交…
  【学习强国】上海交大医学院青年原创MV《…
  【新民晚报】“少年白褂南北闯,祖国有召…
  【人民网】“我们不当局外人!”高校学子…
欢迎来到上海交通大学医学院新闻网! 我要投稿
 
 
进入编辑状态