Sci Adv：科学家开发出新型DNA纳米管 或能运输治疗性制剂跨越血脑屏障靶向作用胶质母细胞瘤

2021年12月29日 讯 /生物谷BIOON/ --胶质母细胞瘤被广泛认为是一种最具侵袭性的脑癌，即使患者经过治疗，其存活率也相当低，大部分患者在诊断后平均只能存活15-18个月，由于胶质母细胞瘤的肿瘤会表现出高度多样化的特征以及其在体内所处的位置（处于敏感和受保护的大脑区域），因此治疗这种疾病对于科学家们而言极具挑战性。

近日，一篇发表在国际杂志Science Advances上题为“ssDNA nanotubes for selective targeting of glioblastoma and delivery of doxorubicin for enhanced survival”的研究报告中，来自约翰霍普金斯大学等机构的科学家们通过研究开发了一种新型的基于DNA纳米技术的药物运输系统，其或能通过靶向作用原发性肿瘤来改善患者的疗法和其生存率。

10个核苷酸ssDNA双亲体形成平行G-四复体并自组装成空心纳米管。

图片来源：DOI:10.1126/sciadv.abl5872

研究者Efie Kokkoli教授说道，通过血液运输疗法最大的障碍之一就是如何穿过血脑屏障，血脑屏障不仅能保护大脑免于血液中的有毒物质，还能阻挡诸如治疗性药物等大分子物质；为此我们利用DNA纳米技术开发出了一种单链DNA（ssDNA）纳米管，其就能跨越血脑屏障，并靶向作用大脑中的肿瘤。DNA纳米技术能帮助研究人员利用合成性的DNA进行多种技术目的；这篇研究中，研究人员利用ssDNA和其它分子设计出了一种能携带治疗制剂的自组装纳米管，这种合成性的DNA就能帮助研究人员设计出靶向作用特定细胞的新型策略。

因此，纳米管不仅是一个包裹，其还是一种信使，能将药物运输到靶向位点；文章中，研究者Kokkoli及其同事利用小鼠模型检测了ssDNA纳米管在靶向作用胶质母细胞瘤上的准确定，他们将纳米管插入到小鼠大脑半球的两侧，一侧是健康的，另一侧则生长有胶质母细胞瘤；研究者观察到，肿瘤会紧紧抓住纳米管，但健康一侧的大脑中则没有这种纳米管，这就证实了这种新方法或许损伤健康细胞的可能性不大。随后研究人员将纳米管插入到小鼠尾部的静脉中，结果观察到了相同的结果，这就表明，这种新型纳米管能成功穿过啮齿动物大脑中的血脑屏障。

通过手术完全切除胶质母细胞瘤肿瘤是不可能的，因为胶质母细胞瘤的痕迹会被留下，还会引发癌症复发，这就是为何在术后患者要进行包括化疗在内的疗法进行治疗的原因了，作为本文研究的一部分，研究人员还评估了这种新型纳米管是否能作为运输化疗药物多比柔星的载体；研究人员再次使用小鼠模型进行研究，他们给小鼠大脑一侧注射入了胶质母细胞瘤细胞，来模拟肿瘤切除术后所残留的肿瘤细胞，注射后研究人员注入了一种微型输液泵，并在受试小鼠模型的大脑中提供不同的疗法，一些小鼠接受了空的纳米管，而其它小鼠则在大脑中自由接受多比柔星或通过DNA纳米管接受多比柔星治疗。

图片来源：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl5872

该疗法两周后停止，同时研究人员对小鼠模型进行了大约一个半月的监测，结果发现，通过纳米管接受多比柔星治疗的小鼠的存活率明显提高了，在研究结束时由一半的小鼠都存活着。重要的是，自由接受多比柔星的小鼠则在其肝脏和脾脏中表现出了毒性作用的迹象，相比之下，在接受空纳米管和其它接受多比柔星的小鼠脾脏和肝脏组织中，研究者并未取得明显的发现。

综上，本文研究结果表明，ssDNA纳米管或能作为一种非常有潜力的工具来靶向作用胶质母细胞瘤肿瘤并运输相应的治疗性制剂到大脑肿瘤中。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

MICHAEL A. HARRIS，HUIHUI KUANG，ZACHARY SCHNEIDERMAN, et al. ssDNA nanotubes for selective targeting of glioblastoma and delivery of doxorubicin for enhanced survival, Science Advances (2021). DOI:10.1126/sciadv.abl5872