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  近期，天津大學化工學院仰大勇教授團隊合成含有級聯DNA酶和類啟動子鋅錳鐵氧體（ZMF）的DNA納米復合體，并用于基因/化學動力學聯合治療，研究成果發表在Angewandte Chemie（德國應用化學）。這一研究工作面向精準醫療的應用需求，通過DNA序列的精巧設計，實現生化過程的精確啟動和治療模塊的可控順序釋放，提高基因和化學動力學聯合治療的效率。姚池副教授和碩士研究生齊赫東（現為中科院化學所博士生）為共同第一作者。研究得到國家自然科學基金等資助支持。

  面向生命健康的重大需求，基因/化學動力學聯合治療是精準醫療取得突破的重要方向。聯合治療過程中，靶向、富集、啟動治療和發揮效應等生化事件的精確啟動和順序控制是療效優化的關鍵和挑戰。從材料化學的角度來看，DNA是能夠實現序列精確排列的生物活性大分子，通過序列編程可以實現DNA材料結構和功能的精準調控。進一步，利用特定的腫瘤微環境來啟動和控制DNA材料在細胞內的生化過程，能夠極大地提高治療模塊的耦合程度，降低對正常細胞或組織的損傷，從而提高治療效果。

  在這項研究中，團隊通過超長DNA單鏈和ZMF的可控組裝，合成了DNA納米復合體，在其中設計了兩個啟動和級聯線路。一方面，通過滾環擴增反應（rolling circle amplification，RCA）合成超長DNA單鏈，整合適配體和DNA酶功能序列，并負載ZMF作為類啟動子，通過響應腫瘤細胞內微環境，啟動“腫瘤靶向-材料裂解-切割靶RNA”的級聯反應，實現高效基因治療。另一方面，ZMF響應腫瘤微環境后，進一步發生“表面催化-Fenton反應”的級聯化學過程，通過干擾細胞氧化還原穩態和削弱還原物質防御，實現高效化學動力學治療。這一材料體系在小鼠乳腺癌皮下瘤模型的治療中取得了顯著效果，同時對正常組織有良好的生物安全性，具有臨床轉化的潛力。鑒于DNA具有豐富的功能序列，以及與多種無機材料兼容，可以方便地實現材料設計和可控組裝，以拓展至其他類型適應癥的治療，為推動精準醫學提供具有前景的材料體系。

圖1. DNA納米復合體實現基因/化學動力學聯合治療

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202113619

  仰大勇課題組以生物大分子DNA為研究主線，聚焦DNA生物功能材料化學組裝與智能制造，并用于生命分析和疾病治療。

  課題組主頁：yanglab-dna.com