研究背景：适配体因其尺寸小、特异性高和选择性强而被广泛用作靶向治疗药物。适配体修饰纳米载体不仅可增强纳米载体的靶向性还可提高适配体的稳定性。本研究制备了适配体 C2NP (Apt) 特异性修饰的直 DNA 纳米管 (S-DNT-Apt) 和扭曲DNA纳米管 (T-DNT-Apt)，并负载化疗药物阿霉素 (DOX)，用于体外抗淋巴瘤研究。
研究方法：S-DNT-Apt 和 T-DNT-Apt 分别由一条长链 DNA 和数百条短链 DNA 自组装而成。不同间距（3 nm 或 6 nm）和不同数量的 Apt (15 个 或者 30 个) 被特异性地修饰在 DNA 纳米管上。本研究利用琼脂糖凝胶电泳和透射电子显微镜表征 DNA 纳米管的结构；通过酶标仪测阿霉素的荧光强度考察 DNA 纳米管的载药量和体外释放；还使用琼脂糖凝胶电泳分析 DNA 纳米管在含 10% 胎牛血清培养基中的稳定性。以人间变性大细胞淋巴瘤细胞 K299 作为体外细胞模型，考察 DNA 纳米管载药系统在细胞水平上对淋巴瘤的化学治疗作用和生物治疗作用，并用 CCK8 法测定抑制率；并利用流式细胞仪研究细胞定量摄取、凋亡、周期及活性氧水平；DNA 纳米给药系统对相关蛋白表达量的影响用 Western Blot 实验进行分析。
研究结果：当 Apt 浓度为 120 nM 时，T-DNT-30Apt-6 表现出较高的 K299 细胞抑制率。 载药后，由于 DOX 的化学治疗作用，进一步增强了 DOX@T-DNT-30Apt-6 的 K299 细胞抑制率。 流式细胞仪结果显示，DOX@T-DNT-30Apt-6 通过提高细胞摄取、凋亡和 ROS，增强细胞毒作用。 此外，Apt 激活受体 CD30 后，上调了细胞内 p53 的表达量。
结论：由不同数量和不同间距的 Apt 修饰的 DNA 纳米结构显示出不同的细胞毒作用。本研究制备的适配体特异性修饰 DNA 纳米治疗系统共载 DOX 在生物治疗和化疗协同治疗癌症中具有潜在的应用价值。
Keywords: DNA nanotubes, aptamers, controlled spatial distribution, biotherapy and chemotherapy