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Angew：華理錢(qián)若燦課題組基于DNAzyme分子機(jī)器的腫瘤復(fù)合治療策略

來(lái)源：華東理工大學(xué)      2022-11-10
導(dǎo)讀：癌癥嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的健康和生命，其發(fā)病率和死亡率逐年上升。發(fā)展腫瘤治療的新原理、新方法，提高治療效果，并降低副作用，是當(dāng)前生命化學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。近日，華東理工大學(xué)錢(qián)若燦副教授與伊利諾伊州大學(xué)香檳分校陸藝教授合作，設(shè)計(jì)了一種基于DNAzyme分子機(jī)器的腫瘤復(fù)合治療策略，可同時(shí)調(diào)控T細(xì)胞/癌細(xì)胞間相互作用以及誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞內(nèi)線(xiàn)粒體聚集，促使腫瘤細(xì)胞凋亡。
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近年來(lái)，腫瘤復(fù)合治療作為一種高效癌癥殺傷策略，取得了飛速發(fā)展，具有良好的應(yīng)用前景。盡管如此，開(kāi)發(fā)對(duì)正常細(xì)胞無(wú)毒的靶向復(fù)合治療方法仍是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。金屬離子特異激活的DNAzyme在細(xì)胞調(diào)控方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被廣泛用于細(xì)胞相關(guān)研究。在之前的工作中，雙方團(tuán)隊(duì)基于金屬離子特異性的DNAzyme和相關(guān)底物構(gòu)建細(xì)胞調(diào)控模塊，設(shè)計(jì)了多種邏輯控制開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞間動(dòng)態(tài)行為的人工調(diào)控，包括單個(gè)細(xì)胞和多細(xì)胞球體的細(xì)胞間連接與解離（J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 5737-5744）。但上述工作采用膽固醇作為錨定劑，缺乏腫瘤靶向能力。
為了克服以上限制，本工作將MUC-1適配體、i-motif結(jié)構(gòu)域、線(xiàn)粒體靶向模塊與DNAzyme結(jié)構(gòu)藕連，構(gòu)建了具備細(xì)胞間與細(xì)胞內(nèi)調(diào)控功能的DNAzyme分子機(jī)器，可分別從細(xì)胞外與細(xì)胞內(nèi)對(duì)腫瘤細(xì)胞進(jìn)行靶向殺傷。在細(xì)胞外，本策略可實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞間的動(dòng)態(tài)調(diào)控，包括腫瘤細(xì)胞識(shí)別、T細(xì)胞-腫瘤細(xì)胞密接以及腫瘤殺傷后的T細(xì)胞解離。在乏鋅腫瘤細(xì)胞內(nèi)，DNAzyme分子機(jī)器可誘導(dǎo)線(xiàn)粒體聚集，產(chǎn)生ROS并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡。在酸性環(huán)境下，凋亡熒光成像實(shí)驗(yàn)證明基于DNAzyme分子機(jī)器的腫瘤復(fù)合治療策略對(duì)乏鋅PANC-1細(xì)胞的殺傷效果顯著。
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本研究展示了一種基于DNAzyme分子機(jī)器的細(xì)胞動(dòng)態(tài)調(diào)控方法，為腫瘤聯(lián)合治療提供了新策略。相關(guān)成果以“Combination Cancer Treatment: Using Engineered DNAzyme Molecular Machines for Dynamic Inter- and Intracellular Regulation”為題發(fā)表于德國(guó)應(yīng)用化學(xué)（Angew. Chem. Int. Ed. 2022, DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202210935）。上述研究工作由華東理工大學(xué)博士研究生周澤蕊在錢(qián)若燦副教授和陸藝教授指導(dǎo)下完成。共同第一作者為錢(qián)若燦副教授和周澤蕊，共同通訊作者為錢(qián)若燦副教授和陸藝教授。該工作得到了李大偉教授的建議和幫助，并得到了結(jié)構(gòu)可控先進(jìn)功能材料及其制備教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、費(fèi)林加諾貝爾獎(jiǎng)科學(xué)家聯(lián)合研究中心的支持以及國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)等項(xiàng)目資助。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202210935
參考資料：https://chem.ecust.edu.cn/2022/1021/c6623a149452/page.htm


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