Molecular Therapy Nucleic Acids: 荧光纳米钻石作为乳腺癌MIR-34a替代物的创新递送系统

在过去的几十年里，纳米技术在科学研究中发挥了核心作用；特别是纳米颗粒的使用揭示了医疗诊断和治疗领域的革命性前景。高表面积/体积比和纳米尺寸是纳米粒子的典型化学物理特征；除了具有最佳的光学、磁性和电化学性质外，它们还具有很强的化学反应活性。目前，具有或不具有诊断目的的药物和/或核酸的纳米载体的发展非常有前途。

图片来源: https://doi.org/10.1016/j.omtn.2023.06.012

近日，来自坎帕尼亚大学的研究者们在Molecular Therapy: Nucleic Acids杂志上发表了题为“Fluorescent nanodiamonds as innovative delivery systems for MiR-34a replacement in breast cancer”的文章，该研究为开发基于纳米钻石提供的miR-34a的新治疗策略提供了理论基础，以改善肿瘤的临床治疗。

纳米钻石是一种创新的纳米晶碳颗粒，能够提供化学上连接的miRNAs。在肿瘤学中，使用基于miRNA的疗法可能代表着一种优势，因为它们能够同时靶向多个细胞内致癌靶点。在这里，对纳米钻石进行了测试和优化，以提供miR-34a，一种在抑制许多癌症的肿瘤发展和进展中发挥关键作用的miRNA。

对纳米金刚石的物理化学性质进行了研究，结果表明纳米金刚石具有良好的电稳定性和结构和尺寸的一致性。此外，研究者还评估了纳米金刚石对两种乳腺癌细胞模型的细胞毒性，证实了它们良好的生物相容性。

随后，使用化学交联剂聚乙烯亚胺将纳米钻石与miR-34a结合；实时聚合酶链式反应分析显示，不同配方的纳米钻石处理的癌细胞中miR-34a的水平高于商业转染剂。流式细胞仪和荧光显微镜分析显示，MCF7和MDA-MB-231细胞有明显的早期摄取纳米miR-34a的现象。此外，纳米金刚石-miR-34a显著抑制了细胞的增殖和迁移。最后，在异位和原位小鼠移植瘤模型中，观察到miR-34a标记的纳米钻石具有显著的抗肿瘤作用。

ND-PEI-miR-34a对小鼠原位和异位移植乳腺癌模型的影响及脑、肺、肾、脾、肝中miR-34a水平的评价

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本研究的科学目标是研究一种新的基于NDs的系统将miR-34a，一种已知的肿瘤抑制因子miRNA，输送到乳腺癌组织的效率。研究者制备了PEI包覆的ND，以开发能够与miR-34a结合的正电荷络合物。通过测量每个络合物的z电位变化，证明了PEI涂层与miRNA结合的能力。研究者用ND-PEI络合物处理的细胞进行乳酸脱氢酶释放实验，证实了它们在所有受试模型中的生物相容性。

在MCF7和MDA-MB-231细胞上进行体外实验，以评价ND-PEI复合体对miR-34a的传递作用，并与传统的脂质体进行比较。实时荧光定量聚合酶链式反应显示，与商业转染体相比，经ND-PEI-miR34a处理的所有细胞株miR-34a水平均显著升高。研究者通过荧光显微镜和细胞荧光分析证实了细胞内化，并使用ND的本征标记。

细胞存活分析的实验数据表明，ND和miR-34a联合作为递送系统是有利的。这些令人鼓舞的结果与ND-PEI-miR-34a在异位和原位小鼠乳腺癌模型中的体内抗癌活性相平行。总之，开发一种特别的输送系统来输送miR-34a已经被证明是一种创新和有效的治疗方法，指向了从基础研究到临床试验的过渡。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Marianna Abate et al. Fluorescent nanodiamonds as innovative delivery systems for MiR-34a replacement in breast cancer. Mol Ther Nucleic Acids. 2023 Jun 19;33:127-141. doi: 10.1016/j.omtn.2023.06.012.