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核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA),核酸修饰的纳米粒子是种重要的纳米材料,纳米粒子在保持自身性质的同时,核酸能够为纳米粒子带来新的结构特性或赋予纳米粒子丰富的生物学功能,使其在生物医学领域有着广泛的应用,本文探索了几种不同功能的核酸与纳米粒子结合构成的药物递送体系。 小干扰RNA(siRNA)能够诱发同源的mRNA的降解而使靶基因在转录后水平沉默。临床上对癌症患者进行化疗时,常因为存在肿瘤细胞耐药性质而使治疗效果降低。其中铂药耐药肿瘤细胞的耐药机制主要为细胞膜上药物泵出的相关蛋白的表达上调和抗凋亡信号通路相关表达的上调。我们用磁性Fe3O4纳米粒子共担载siRNA和四价铂前药Pt(Ⅳ)并修饰以促黄体素释放激素(Luteinizing hormone-releasing hormone,LHRH)靶向分子,纳米粒子载体使铂药经过内吞而非主动选择进入细胞,siRNA可以沉默跟铂药耐药性能相关的EZH2基因的表达,这样合成的Fe3O4@PEI-Pt(Ⅳ)-LHRH@siEZH2纳米粒同时克服药物泵相关耐药机制和非药物泵机制,结合LHRH靶向分子和Fe3O4纳米粒的MR成像导航性能,在铂药耐药的细胞系和小鼠肿瘤模型中达到了很好的耐药逆转效果。 作为一种基因治疗的手段,siRNA药物治疗对基因的表达只是mRNA水平上的抑制,而不能达到彻底的敲除。CRISPR/Cas9作为新一代的基因编辑工具备受瞩目,可以在基因组DNA水平进行敲除等编辑,使其在遗传病和癌症治疗领域有广阔的前景。近红外光由于具有非浸润性和深层组织穿透能力,是理想的刺激应答信号,基于此我们构建了一个808nm光控的高转染效率的基因编辑工具运载体系。我们首先改造了CRISPR/Cas9质粒,将Cas9基因的启动子替换成热激活蛋白HSP70的启动子,其只有在热刺激下才能表达核酸内切酶Cas9,利用PEI-PLL高分子和有光热作用的ICG小分子与质粒自组装成纳米颗粒,纳米粒子吸收808nm激光辐射能够产热,激活Cas9的表达,对模式基因EGFP进行敲除;而没有激光辐射的情况下,Cas9的背景表达极少。CRISPR/Cas9在应用上需要考虑可控性和载体的选择,该体系提出了一个同时解决这两点的方案。 除了作为基因的载体,DNA由于具有结构稳定、合成简易、自组装和分子识别能力等优点,可作为非基因载体参与纳米粒子的构建,赋予纳米递药体系新的结构和功能特性。多种癌症治疗的药物如阿霉素,柔红霉素和表柔比星都可以嵌入到DNA链。我们合成了上转换纳米粒子NaYF4∶Yb/Tm,将一小段引发DNA聚合的单链DNA通过光可断键小分子DMNPE连接在纳米粒子表面,通过不同的单链DNA投料量可以调控后续生长在纳米粒子表面的核酸量,借此可以调节可插入到DNA链的模式药物阿霉素的载药量;980nm激光作用下使上转换纳米粒子发射近紫外光,以此断裂DMNPE,实现光控释药。此体系在纳米粒子表面原位扩增DNA双链,用作为非基因的载体的DNA在纳米粒子表面的修饰量来控制载药量,在抗癌药物的精准载药方面做出了探索。