我院硕士研究生在美国化学会权威期刊发表肿瘤同步诊疗研究成果

近日，药学院“广西高校微纳生物分析与药物筛选重点实验室”在miRNA-21原位荧光成像和化学/基因联合治疗研究中取得重要进展，研究成果以“Framework Nucleic Acid-Based Multifunctional Tumor Theranostic Nanosystem for miRNA Fluorescence Imaging and Chemo/Gene Therapy”为题，发表在美国化学会权威期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF：9.49）。论文第一作者为2020级药物分析学专业硕士研究生罗海坤，通讯作者为李新春教授。

靶向纳米药物是当前精准医学研究的前沿领域之一；其中，肿瘤诊疗一体化技术备受关注，因其可以实现肿瘤的同步诊断和治疗，提高肿瘤诊疗效率。微小RNA（miRNA）是一类非编码RNA，参与基因表达与调控，与肿瘤的发生和转移密切相关，已成为重要的肿瘤标志物；然而，miRNA丰度低，序列高度相似，使得细胞和动物水平的精准检测面临巨大挑战。由小干扰RNA（siRNA）介导的RNA干扰（RNAi）技术可以导致有效的转录后基因沉默，促进mRNA降解，调节蛋白质表达，已发展成为一种极具潜力的基因治疗手段；然而，在外周循环中，siRNA易降解，产生“脱靶”效应，严重削弱了基因治疗作用。另外，传统化疗药物通常组织特异性差、毒副作用大，导致临床治疗效果不佳。原位利用肿瘤细胞中高表达的miRNA作为诊断靶点和siRNA生成刺激物，结合具有靶向识别和有效递送化疗药物（如阿霉素，DOX）的功能纳米材料，有望实现肿瘤分子诊断和化学/基因治疗的一体化。

基于此，研究团队设计了一种基于框架核酸（Framework Nucleic Acid, FNA）的纳米诊疗系统（Apt-Cy5-FNA/DOX），同时实现高效的miRNA荧光成像、化学治疗和RNA干扰。在肿瘤微酸环境下，pH敏感的DNA捕获器（i-motif A和i-motif B）可以触发形成一种FNA二聚体结构（Apt-Cy5-dFNA/DOX）；同时，FNA纳米系统可以释放出DOX分子进行化疗。另一方面，在肿瘤细胞中miRNA-21的刺激下，DNA/RNA杂交体通过粘性末端介导的链置换反应，在激活Cy5荧光的同时产生针对RNAi的特异性siRNA。研究亮点包括：（1）核酸适配体介导的靶向药物递送减少DOX的系统毒性；（2）酸驱动FNA二聚体形成可以提供疯狂体育（中国）股份有限公司官网的Cy5/BHQ2信号单元和miRNA-21识别位点，提高荧光成像效率和基因干预能力；（3）原位miRNA-21触发的RNAi避免了siRNA在递送过程中的降解和“脱靶”；（4）级联链置换反应诱导释放的miRNA-21可重复利用，从而放大荧光信号并增强RNAi，实现肿瘤（肝细胞癌）的同步诊断和治疗。

该研究得到国家自然科学基金项目资助。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.3c01611。