癌症是一种影响全球数百万人的疾病。癌症是导致死亡的主要原因之一，2018年约有960万人死亡。据估计，五分之一的男性和六分之一的女性在一生中会患上癌症。遗憾的是，癌症是一个众所周知的全球健康问题，目前的治疗方法有其局限性。然而，基于核酸(即携带重要信息的分子DNA和RNA)的药物可以控制细胞的生物功能，预计将改变医学的未来，并为克服由病毒和遗传疾病引起的癌症和其他难以治疗的疾病的努力提供重大推动。

发夹状DNA与癌细胞中的microRNA相互作用，可以激活免疫反应。

东京大学的研究人员通过使用人造DNA在对抗癌症方面取得了突破。在实验室测试中，该方法有效地靶向并破坏了人类宫颈癌和乳腺癌细胞，以及小鼠的恶性黑色素瘤细胞。该团队设计了一对化学合成的DNA，形状像发夹，专门用来杀死癌细胞。当注入癌细胞时，DNA对会附着在某些癌症中过量产生的microRNA (miRNA)分子上。这些DNA对附着在miRNA上后，展开并结合，形成更长的DNA链，从而激活免疫反应。这种反应不仅消除了癌细胞，而且阻止了癌细胞的继续生长。这种创新的方法有别于传统的癌症药物治疗，有望开创药物开发的新时代。

由工程研究生院的助理教授Kunihiko Morihiro和Akimitsu Okamoto教授领导，受到启发，使用人造DNA创造了一种新的抗癌药物。Okamoto说:“我们认为，如果我们能创造出一种与传统药物作用机制不同的新药，它们可能对迄今为止无法治疗的癌症有效。”

核酸药物用于癌症治疗一直具有挑战性，因为很难使核酸区分癌细胞和其他健康细胞。这意味着，如果健康的细胞在不经意间受到攻击，就有可能对患者的免疫系统产生不利影响。然而，这是该团队第一次能够开发出一种发夹状的DNA链，它可以激活一种自然免疫反应，以靶向并杀死特定的癌细胞。

癌细胞可以过度表达或复制过多的特定DNA或RNA分子，导致它们不能正常工作。该团队创造了被称为oHPs的人工溶瘤(杀死癌症)发夹DNA对。当这些oHPs遇到一种称为miR-21的短(微)RNA时，它们被触发形成更长的DNA链，miR-21在一些癌症中过表达。溶瘤DNA发夹对(oHPs)被引入癌细胞。当oHPs遇到引起肿瘤的过表达microRNA (miRNA)时，它们解开并与miRNA和彼此连接，形成更长的DNA链。然后，这些细长的线会引发免疫反应，这是人体固有的防御机制，可以抑制肿瘤的进一步生长。

通常情况下，由于其弯曲的发夹形状，oHPs不会形成更长的线。然而，当人工oHPs进入细胞并遇到目标microRNA时，它们会打开并与之结合并形成更长的链。然后，这导致免疫系统识别出过表达的miR-21是危险的，并激活先天免疫反应，最终导致癌细胞死亡。

这些测试对在人宫颈癌源性细胞、人三阴性乳腺癌源性细胞和小鼠恶性黑色素瘤源性细胞中发现的过表达miR-21有效。Okamoto说:“该研究小组发现，由于短DNA oHPs和过表达miR-21之间的相互作用，形成了长DNA链，这是其用作选择性免疫扩增反应的第一个例子，可以靶向肿瘤回归，提供了一类新的核酸候选药物，其机制完全不同于已知的核酸药物。”

“这项研究的结果对医生、药物研发研究人员和癌症患者来说都是好消息，因为我们相信它将为他们的药物开发和用药政策提供新的选择。接下来，我们将以该研究结果为基础，进行药物开发，并详细研究药物的疗效、毒性和潜在的给药方法。”在治疗方法可用之前，这项研究还有许多步骤要走，但该团队对核酸在新药发现中的好处充满信心。

参考文献:

“Oncolytic Hairpin DNA Pair: Selective Cytotoxic Inducer through MicroRNA-Triggered DNA Self-Assembly” by Kunihiko Morihiro, Hiraki Osumi, Shunto Morita, Takara Hattori, Manami Baba, Naoki Harada, Riuko Ohashi and Akimitsu Okamoto, 20 December 2022, Journal of the American Chemical Society.