DNA纳米技术是一个新兴的、令人兴奋的领域,代表着生物医学的前沿领域。互补碱基对之间相互作用的特异性使得DNA成为既可编程又具有灵活性的、可构建二维或三维结构的材料,即DNA折纸材料。DNA材料独特的分子线性结构、自我识别能力和纳米尺度,明显优于传统的给药系统。抗肿瘤药物阿霉素(DOX)含有蒽环结构,能够嵌入到DNA双链结构中并形成稳定的复合物,本研究利用DNA折纸的性质对其进行修饰,实现靶向治疗、生物作用和化学治疗作用联合应用的目的,从而提高阿霉素的抗肿瘤作用。研究目的:将环状单链DNA经折纸术制备成可靶向到淋巴瘤细胞的DNA矩形片折纸载体,提高阿霉素的抗肿瘤作用,降低其副作用;将具有生物活性的适配体C2NP修饰到折纸载体上,精准靶向肿瘤部位,载药后使其同时发挥化学治疗作用和生物治疗作用。研究方法:用PCR仪将环状单链DNA(M13mp18)和相应的订书钉单链DNA合成DNA矩形片折纸结构,利用DNA碱基互补配对原则将核酸适配体C2NP修饰到矩形片折纸结构上,制备出靶向淋巴瘤细胞的折纸载体;通过改变与适配体互补的订书钉单链DNA的数目和位置以优化折纸载体上靶头的位置和数目。用凝胶电泳和原子力显微镜对载体进行表征,并对载体的载药条件进行优化,确定药物与载体的最佳孵育浓度比和孵育时间。用酶标仪测定DOX的荧光强度,对载药系统的载药量及体外释放情况进行考察。使用CCK-8法考察折纸载药系统对Karpas 299细胞的增殖抑制作用、生物疗效以及生物治疗和化疗联合作用;用流式细胞仪和激光共聚焦显微镜分析细胞对载药体系的定性、定量摄取以及进入细胞的位置。使用试剂盒考察折纸载药系统与K299细胞作用的细胞凋亡机制、细胞周期情况以及细胞内活性氧水平。研究结果:构建了能够靶向淋巴瘤细胞的DNA折纸载体;载体载药后能够提高阿霉素的稳定性并延缓其释放,平均每对碱基对之间可以插入一个阿霉素分子,一个DNA矩形片折纸约载入7000个阿霉素分子。细胞实验结果表明,折纸载体对细胞无毒性,不能够穿过细胞核孔,只能进入细胞质内。折纸载体载药后,明显提高了DOX对K299细胞的增殖抑制作用,与细胞作用2h时,细胞对游离阿霉素的摄取量为4.43%,对连接四个靶头和十六个靶头的折纸载药体系的摄取量分别为30.23%和56.84%;在生物治疗方面,经过修饰的C2NP靶头明显地提高了对K299细胞的增殖抑制作用;载药后,在阿霉素低浓度时,载药体系同时表现出对K299细胞的生物作用和化疗作用,在阿霉素高浓度时,生物作用受到抑制,主要表现为化学治疗作用。作用48h后,与游离阿霉素相比,折纸载药系统明显提高了K299细胞的凋亡率,由37.4%提高到62.1%,同时提高细胞内的活性氧水平,进一步促进细胞凋亡。同时,载药系统能够阻滞细胞周期的S期,进而使细胞的分裂增殖受到抑制。研究结论:本课题成功构建了DNA靶向载药体系,载药后能够提高药物的稳定性,延长药物作用时间,增强药物的抗肿瘤作用;将适配体修饰到折纸载体上后能够提高适配体的稳定性、降低适配体的作用浓度;且修饰后的载体载药后能够同时发挥化学治疗作用和生物治疗作用。靶向折纸载体及可控制适配体距离和数目的折纸载体给肿瘤的精准治疗提供了新的研究方法和思路。