【摘 要】
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DNAzyme是具有催化作用的DNA序列,能够特异性结合并催化切割底物序列(DNA或RNA),在肿瘤治疗中具有很大的潜力。然而,递送效率较低、体内辅因子不足影响了治疗效果,限制了在基因治疗中的应用。利用滚环扩增(RCA)技术构建的DNA纳米材料中含有指数扩增出的大量功能序列,可为材料提供更多的负载位点,进而实现化疗药物或治疗组分的负载。因RCA技术构建的材料具有抗酶解性能,这类材料被广泛用于生物传
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DNAzyme是具有催化作用的DNA序列,能够特异性结合并催化切割底物序列(DNA或RNA),在肿瘤治疗中具有很大的潜力。然而,递送效率较低、体内辅因子不足影响了治疗效果,限制了在基因治疗中的应用。利用滚环扩增(RCA)技术构建的DNA纳米材料中含有指数扩增出的大量功能序列,可为材料提供更多的负载位点,进而实现化疗药物或治疗组分的负载。因RCA技术构建的材料具有抗酶解性能,这类材料被广泛用于生物传感以及肿瘤治疗。基于上述背景,利用RCA技术构建DNA纳米材料,并通过引入可智能响应性降解的金属化合物,实现药物可控释放和精准治疗,在肿瘤治疗中具有良好的应用前景。本论文围绕具有多功能催化特性的DNA杂化纳米材料,从合成方法、功能特性以及抗肿瘤效果等方面进行了一系列的研究,主要研究工作归纳如下:(1)运用Mg2+介导的RCA反应合成DNA纳米材料(DNC),以及化学沉淀法合成Zn-Mn铁氧体(ZMF),通过静电相互作用得到了DNA杂化纳米材料(DNC-ZMF)。该材料呈片层状的花形结构,并显示出良好的生理稳定性和生物相容性。最后在体外模拟细胞内环境,验证了材料具有不同酶催化活性,并且在胞内具有级联切割功能,为实现联合治疗奠定基础。(2)在细胞水平对DNC-Apt-ZMF的功能以及治疗效果进行了表征。首先验证了AS1411适配体的引入对材料靶向能力和细胞内化方面具有增强作用,随后探究了材料的细胞摄取和溶酶体逃逸机制,及其具备的生物功能。最后对其抗肿瘤机制进行详细的分析。实验表明DNC-Apt-ZMF可以显著抑制MCF-7细胞的生长和增殖。(3)在活体水平对DNC-Apt-ZMF的治疗效果进行了表征。材料在血液中的循环半衰期达到2.05 h,并能够特异性地在肿瘤部位富集。当材料浓度达到800μg/ml时亦未发生溶血,证明了材料具有良好的活体生物相容性。通过皮下小鼠模型肿瘤治疗实验和组织切片分析证明了DNC-Apt-ZMF能够显著抑制肿瘤生长,同时不会对生物体其它组织器官产生明显毒副作用。本论文开发的DNC-Apt-ZMF在靶向递送、可控释放和精准医疗等方面拥有临床转化的前景,是一类优越的多功能治疗载体平台。此外,可以通过调控引入的治疗组分实现多种治疗方式的结合。
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