吉林大学杨英威教授《AHM》综述：基于DNA折纸的超分子纳米结构在癌症治疗中极具代表性的研究进展

【综述背景】

癌症作为一种非传染性疾病，是目前人类实现长寿的最大阻碍之一，其发病率和死亡率在世界水平上仍在迅速上升。如何在治疗恶性肿瘤的基础上规避不良副作用是目前研究的热点，人们迫切需要设计用于癌症诊断和治疗的无创生物材料。DNA折纸技术于2006年被首次报道，其独特的构筑模式使其具有在纳米合成中实现高产量、优越稳定性和构建复杂非周期形状的能力。同时，由于DNA折纸结构具有特殊的可寻址性，可以用荧光染料、金属纳米粒子、酶、功能性核酸等功能材料进行直接修饰，因此在各个领域中展现出极强的应用潜力。将DNA折纸结构应用于癌症治疗，有望推动领域的进一步发展。

【综述内容】

近日，吉林大学化学学院杨英威教授团队在《Advanced Healthcare Materials》期刊发表了题为“The Creation of DNA Origami-Based Supramolecular Nanostructures for Cancer Therapy”的综述文章，系统地梳理了基于DNA折纸的超分子纳米结构在癌症治疗中极具代表性的研究进展，主要聚焦于药物递送，光动力治疗与光热治疗三种治疗手段。作者以介绍药物递送与光辅助治疗两种癌症治疗为思路，介绍了多种基于DNA折纸结构的癌症治疗平台，既凸显了DNA折纸结构作为功能材料载体极强的应用能力，也展现了其作为一种功能材料可以提高药物递送系统的生物相容性。作者在文章中也介绍了小干扰RNA、核酸适配体与金纳米棒等多种功能材料在体系中的应用，与此同时，也展示了DNA折纸结构在多重模式诊疗中的极佳前景。最后，作者总结了基于DNA折纸的超分子纳米结构在癌症诊疗中的发展前景与面临的挑战，为未来研究提供新的思路与灵感。

图1. 基于DNA折纸的超分子纳米结构在癌症治疗中的应用，包括化学疗法、光热治疗与光动力治疗

图2. 基于DNA折纸的超分子纳米结构在药物递送中的应用

图3. 基于DNA折纸的超分子纳米结构在光辅助治疗中的应用

【总结展望】

DNA折纸结构可由四种脱氧核糖核苷酸通过经典的沃森-克里克碱基配对组装而成，既具有超分子纳米材料的优点，又具有精确的可编程性和出色的寻址性，因此可以用金属纳米粒子、蛋白质、脂质体等各种材料进行装饰，从而产生多种功能。在癌症治疗领域，DNA折纸纳米结构可以提高细胞的摄取效率，增强细胞的渗透性和保留率，是治疗的理想材料。除此之外，具有不同设计的DNA折纸纳米结构在体内环境中，也表现出不同的治疗机制，进而影响药物递送与细胞内化的效率。总之，DNA折纸纳米结构在癌症治疗领域中展现出了非凡潜力，是治疗癌症的新兴材料。然而，材料的耐药性与DNA酶的降解等问题，仍是基于DNA纳米折纸结构的治疗平台发展的主要阻碍。解决目前的技术瓶颈并对DNA折纸技术进行进一步探索，无疑将为癌症治疗领域提供新的可能。

【论文信息】

文章第一作者为吉林大学化学学院19级本科生张思源，通讯作者为吉林大学化学学院杨英威教授与吉林大学中日联谊医院刘林林教授。论文得到吉林省自然科学基金、国家自然科学基金和吉林大学白求恩医学部“医学+X”交叉创新团队“揭榜挂帅”建设项目资金的资助。

原文链接：

Siyuan Zhang, Xin-Yue Lou, Linlin Liu,* and Ying-Wei Yang,* The Creation of DNA Origami-Based Supramolecular Nanostructures for Cancer Therapy. Adv. Healthc. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adhm.202301066.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.202301066

来源：课题组供稿

转自：“高分子科学前沿”微信公众号

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