Fig
一个
十个核苷酸ssDNA两亲物形成平行的G-四链体，并自组装成中空纳米管
(一)10nt ssDNA两亲物的化学结构
游离10-nt ssDNA和ssDNA两亲物在毫当量水和PBS中的镉光谱
(三)纳米管和纳米管中ssDNA两亲物的示意图，未按比例绘制
ssDNA显示为蓝色，疏水尾显示为灰色
浅橙色代表G4平面
(四)ssDNA纳米管的低温透射电镜图像
白色箭头指的是从另一端观察的纳米管，表明它们是中空的
信用:DOI: 10
1126/sciadv
abl5872 胶质母细胞瘤被广泛认为是最具侵袭性的脑癌
即使接受治疗，患者存活率也很低，大多数患者在确诊后平均存活15-18个月
由于胶质母细胞瘤肿瘤表现出高度多样化的特征，以及它们在身体中的位置——在敏感和保护良好的大脑中——治疗这种疾病具有挑战性
约翰·霍普金斯大学一名工程师领导的团队正在开发一种新的基于DNA纳米技术的药物输送系统，该系统可以更好地靶向原发肿瘤，从而提高治疗效果和生存率
“通过血流提供治疗的最大障碍之一是穿过血脑屏障，这不仅可以保护大脑免受血流中毒素的侵害，还可以阻挡治疗剂等大分子
我的团队正在利用DNA纳米技术创造一种单链DNA (ssDNA)纳米管，它可以穿过血脑屏障，靶向脑肿瘤，”怀廷工程学院化学和生物分子工程教授、纳米生物技术研究所核心成员Efie Kokkoli说
他们的发现发表在科学进展
脱氧核糖核酸纳米技术允许研究人员将合成脱氧核糖核酸用于各种技术目的
科科利和她的团队使用合成的ssDNA和其他分子设计了一种可以携带治疗药物的自组装纳米管
合成的脱氧核糖核酸还允许研究人员根据特定的细胞定制他们的设计
“所以纳米管不仅是一个包裹，也是运送药物到目标的信使，”科科利说
科科利与明尼苏达大学和约翰·霍普金斯大学的同事一起，使用小鼠模型来测试ssDNA纳米管靶向胶质母细胞瘤的准确性
他们将纳米管注射到小鼠大脑半球的两侧:一侧健康，另一侧布满胶质母细胞瘤
研究人员观察到，肿瘤附着在纳米管上，但它们不在大脑健康的一面，这提供了证据，表明新的治疗方法伤害健康细胞的可能性很小
研究小组还将纳米管注射到老鼠尾巴上的静脉中，并注意到了同样的结果，这表明纳米管成功地穿过了啮齿动物的身体并穿过了BBB
胶质母细胞瘤肿瘤的完全手术切除是不可能的，因为胶质母细胞瘤细胞的痕迹可能会留下，导致复发
这就是为什么手术后包括化疗是标准的
作为研究的一部分，科科利的团队评估了纳米管作为化疗药物阿霉素的递送载体
再次使用小鼠模型，他们在大脑的一侧注射胶质母细胞瘤细胞，以模拟肿瘤切除后剩余的肿瘤细胞
注射后，植入一个微型输液泵，在受试者的大脑中进行不同的治疗
一些小鼠接受空纳米管，而另一些小鼠在大脑中自由接受阿霉素或通过DNA纳米管接受阿霉素
治疗在两周后停止，老鼠被监控了大约一个半月
通过纳米管接受多柔比星的小鼠存活率有所提高:在研究结束时，一半小鼠仍然存活
更重要的是，接受游离阿霉素的小鼠的肝脏和脾脏显示出毒性迹象
相反，在用空纳米管处理的小鼠和递送阿霉素的小鼠的脾和肝组织中没有显著发现
“我们的结果表明，ssDNA纳米管是一个有希望的工具，靶向胶质母细胞瘤肿瘤，并提供治疗脑肿瘤，”科科利说
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