歡迎來稿至[email protected]，商業來稿請傳送至[email protected], 投稿相關問題請回復‘文稿’提取詳細說明或私信公眾號後臺
抗擊胰腺癌的一大挑戰，是如何穿透其緻密的組織結構，精準劃定癌變與正常組織的邊界。一項新研究使用DNA摺紙結構，選擇性地將熒光成像劑遞送至胰腺癌細胞，而不影響正常細胞。
這項由伊利諾伊大學厄巴納–香檳分校機械科學與工程教授Bumsoo Han與普渡大學教授Jong Hyun Choi領導的研究發現，經過特殊設計的DNA摺紙結構可攜帶成像染料，並精確靶向攜帶KRAS突變的人類癌細胞，而這種突變出現在95%的胰腺癌病例中。
Han教授指出：“這項研究不僅展示了更精準癌症成像的潛力，也為選擇性化療提供了可能，這比目前的胰腺導管腺癌治療方法有了顯著的進步。透過更精確地成像腫瘤邊緣，可以顯著提升手術切除癌組織的效果。”
研究成果已發表於《Advanced Science》期刊。
Bumsoo Han 教授（左）和博士後研究員Sae Rome Choi
DNA是一種雙鏈長分子，非常適合摺疊成奈米級支架，以穩定固定分子（如熒光染料）並構建新型合成分子結構。
研究團隊利用3D列印的“腫瘤類器官”以及微流控系統，構建胰腺癌模型，以模擬複雜的腫瘤微環境。這種“微流控腫瘤–基質模型”減少了對動物組織的依賴，有助於加速向臨床應用的轉化。為了測試DNA摺紙結構在癌組織中的吸收情況，研究人員將攜帶染料的DNA結構加入模型中，並透過熒光成像追蹤其分佈。隨後，他們將這些結構注入帶有人類胰腺腫瘤組織的小鼠體內，在更具生理相關性的條件下進一步驗證其分佈效果。
研究人員測試了不同尺寸與形狀的DNA摺紙結構（包括管狀和片狀）。結果發現，長約70奈米、直徑約30奈米的管狀結構，以及長約6奈米、直徑約30奈米的小型管狀結構在胰腺癌組織中的吸收效果最佳，同時不被周圍健康組織吸收。相比之下，較大的管狀結構和所有片狀結構表現均不佳。
Han教授表示：“我們很驚訝地發現，DNA摺紙結構的大小與形狀對癌細胞與健康細胞的吸收差異影響如此顯著。原以為越小越好，但實驗顯示，存在一個在‘大小+形狀’上的最佳組合。”
下一步，研究團隊計劃探索將化療藥物封裝於DNA摺紙中，選擇性遞送至癌細胞，避免對正常細胞造成傷害。Han補充道：“我們還將繼續利用工程化腫瘤模型，以減少動物使用，加速新藥發現的轉化，這也是我們非常自豪的研究方向之一。”
該研究得到了美國國家衛生研究院（NIH）與國家科學基金會（NSF）資助。
University of Illinois Urbana-Champaign
WeChat: UIUC1867Weibo: 伊利諾伊大學香檳分校UIUC E-Mail: [email protected]
長按二維碼關注我們
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(Illinois)
官方微信公眾號
往期精彩回顧