生物通报道：来自湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室，佛罗里达大学等处的研究人员发表了最新研究成果：他们发现了一种由适配体启动的新型载体系统——aptNTrs，可在癌症治疗过程中扮演载体的作用，将药物传递到特异性细胞中。这一研究成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志在线版上。

文章的通讯作者是湖南大学生物学院院长谭蔚泓教授，谭教授2001年入选湖南大学****特聘教授，2009年入选国家“****”，据“中国未来与高校创新2011”官方统计数据中显示：在全球化学领域华人英才排名中（包括中国），谭教授论文总产出量排名全球第五位，其学术影响力全球排名第十六位。

癌症传统上都是通过对肿瘤组织形态学的分析进行诊断，这主要是因为在健康的和癌变（或癌症前期）的细胞之间的分子差异是难以辨别的。在此前，谭蔚泓教授研究组利用核酸适配体（Aptamer）获得了多项癌症诊断治疗方面的重要成果，这种探针是通过模拟自然进化人工筛选技术（SELEX）而获得的，能用作辨认病变细胞、识别病变分子、适合于临床应用分子探针和标志物，为探索重大疾病早期诊断及靶向治疗的方法开辟了全新的途径。

这是纳米技术在生物医药领域的一项重大应用，但是目前还缺乏特异性靶向，生物兼容性高，成本低的药物传输平台，在这篇文章中，研究人员就为此展开了深入探索，发现了一种适配体连接（aptamer-tethered）DNA 纳米链（aptNTrs），这种分子能在癌症治疗中作为靶向药物传输载体。

研究人员发现长链aptNTrs能通过修饰后的适配体启动，由两个短链DNA自组装形成，构建纳米链，然后就能用于靶向癌细胞。同时，串联在上面的“boxcars”能携带大量的药物，将这些药物传递给靶向细胞，诱导产生选择性细胞毒性。此外，aptNTrs还能提高非靶细胞的最大耐受剂量。

之后，研究人员还在小鼠移植瘤模型中验证了这种生物相容性aptNTrs的抗肿瘤疗效，以及减少副作用的潜在功效。而且纳米链上还有一种荧光基团，药物释放后荧光去猝灭，这样能有助于药物和纳米链中细胞内信号的传递。

这些研究结果均表明aptNTrs是一种具有极大潜力的靶向药物传输平台，未来也许将能用于癌症的治疗和诊断。

核酸适配体在新药研发领域具有广阔前景。2005年第一个核酸适配体药物“Macugen”仅经3年时间研发便被FDA 正式批准上市，成为生物医药领域研发周期最短、成本最低、药效最为理想的一类新药，成为核酸适配体领域的一个里程碑。

国际上Achemix, SomaLogic，Noxxon AG等知名公司均重点投入核酸适配体药物的研发，多种核酸适配体药物（如ARC1779）已通过临床I期评价。谭教授认为，核酸适配体在中国的发展应该以新药研发为主体，不但有潜力而且有必要。尽管目前核酸适配体的生物医学应用才刚刚起步，但已彰显出新药研发领域的广阔的应用前景和极大的发展空间。

谭蔚泓教授去年荣获了美国化学会Florida成就奖，这一奖项自1952年成立以来，每年评出一位在化学教学、研究、或出版等领域有贡献的学者，以表彰其在化学前沿性研究领域所做出的杰出贡献。（生物通：万纹）

原文摘要：

Self-assembled, aptamer-tethered DNA nanotrains for targeted transport of molecular drugs in cancer theranostics

Nanotechnology has allowed the construction of various nanostructures for applications, including biomedicine. However, a simple target-specific, economical, and biocompatible drug delivery platform with high maximum tolerated doses is still in demand. Here, we report aptamer-tethered DNA nanotrains (aptNTrs) as carriers for targeted drug transport in cancer therapy. Long aptNTrs were self-assembled from only two short DNA upon initiation by modified aptamers, which worked like locomotives guiding nanotrains toward target cancer cells. Meanwhile, tandem “boxcars” served as carriers with high payload capacity of drugs that were transported to target cells and induced selective cytotoxicity. aptNTrs enhanced maximum tolerated dose in nontarget cells. Potent antitumor efficacy and reduced side effects of drugs delivered by biocompatible aptNTrs were demonstrated in a mouse xenograft tumor model. Moreover, fluorophores on nanotrains and drug fluorescence dequenching upon release allowed intracellular signaling of nanotrains and drugs. These results make aptNTrs a promising targeted drug transport platform for cancer theranostics.

作者简介：

谭蔚泓
湖南大学教授 博士生导师 国家“****”入选者 ****特聘教授
化学生物传感与计量学国家重点实验室(湖南大学)主任
研究方向：生物分析化学，化学生物学, 纳米生物技术和生物医学工程


谭蔚泓，男，1960年生。化学生物传感与计量学国家重点实验室主任，湖南大学生物学院院长，中国科学院海外知名学者，国家纳米科技中心学术委员会委员。2000年度“国家杰出青年基金（B）”获得者， 2001年湖南大学****特聘教授。1993年获美国密执安大学物理化学专业博士学位。任佛罗里达大学化学系教授，佛罗里达大学基金会教授，佛罗里达大学V. T. and Louis Jackson 杰出讲座教授、佛罗里达大学生物纳米学中心副主任，医学院癌症中心教授和大脑研究所研究员。2009年入选国家“****”，到湖南大学工作。
在Science、PNAS、Acc. Chem. Res、、J. Am. Chem. Soc、Angew. Chem. Int. Ed 和Nature系列等国际知名学术刊物上发表学术论文330余篇, H-index 64，他引13500多次。先后主持国家重大科学研究计划、科技部国家重大仪器设备开发专项、国家自然科学基金国际合作重点项目、美国国家科学基金、美国国防部基金、美国国家卫生研究院基金等重要课题50多项，具有较强的科研团队组织和管理水平；研究成果曾10多次在美国获奖，如1997年度贝克曼基金会杰出青年奖, 2004年“匹兹堡分析化学和光谱学成就奖”, 2005年AAAS Fellow和2011黄智勇优秀教师奖等。在教育部近期发布的“中国未来与高校创新2011”官方统计数据中显示：在全球化学领域华人英才排名中（包括中国），谭教授论文总产出量排名全球第五位，其学术影响力全球排名第十六位。


 

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