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Angew：華理錢若燦課題組基于DNAzyme分子機器的腫瘤復合治療策略

來源：華東理工大學      2022-11-10
導讀：癌癥嚴重威脅著人類的健康和生命，其發病率和死亡率逐年上升。發展腫瘤治療的新原理、新方法，提高治療效果，并降低副作用，是當前生命化學和醫學領域亟待解決的關鍵科學問題。近日，華東理工大學錢若燦副教授與伊利諾伊州大學香檳分校陸藝教授合作，設計了一種基于DNAzyme分子機器的腫瘤復合治療策略，可同時調控T細胞/癌細胞間相互作用以及誘導腫瘤細胞內線粒體聚集，促使腫瘤細胞凋亡。
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近年來，腫瘤復合治療作為一種高效癌癥殺傷策略，取得了飛速發展，具有良好的應用前景。盡管如此，開發對正常細胞無毒的靶向復合治療方法仍是一項挑戰。金屬離子特異激活的DNAzyme在細胞調控方面具有獨特優勢，被廣泛用于細胞相關研究。在之前的工作中，雙方團隊基于金屬離子特異性的DNAzyme和相關底物構建細胞調控模塊，設計了多種邏輯控制開關，實現了細胞間動態行為的人工調控，包括單個細胞和多細胞球體的細胞間連接與解離（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結構域、線粒體靶向模塊與DNAzyme結構藕連，構建了具備細胞間與細胞內調控功能的DNAzyme分子機器，可分別從細胞外與細胞內對腫瘤細胞進行靶向殺傷。在細胞外，本策略可實現T細胞與腫瘤細胞間的動態調控，包括腫瘤細胞識別、T細胞-腫瘤細胞密接以及腫瘤殺傷后的T細胞解離。在乏鋅腫瘤細胞內，DNAzyme分子機器可誘導線粒體聚集，產生ROS并促進腫瘤細胞凋亡。在酸性環境下，凋亡熒光成像實驗證明基于DNAzyme分子機器的腫瘤復合治療策略對乏鋅PANC-1細胞的殺傷效果顯著。
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本研究展示了一種基于DNAzyme分子機器的細胞動態調控方法，為腫瘤聯合治療提供了新策略。相關成果以“Combination Cancer Treatment: Using Engineered DNAzyme Molecular Machines for Dynamic Inter- and Intracellular Regulation”為題發表于德國應用化學（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博士研究生周澤蕊在錢若燦副教授和陸藝教授指導下完成。共同第一作者為錢若燦副教授和周澤蕊，共同通訊作者為錢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，并得到了結構可控先進功能材料及其制備教育部重點實驗室、費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心的支持以及國家自然科學基金、國家科技重大專項等項目資助。
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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