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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學院辦院方針

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國家納米中心在DNA納米醫(yī)用器件方面取得新進展

2020-07-10 國家納米科學中心

【字體：大中小】

語音播報

　　近日，中國科學院國家納米科學中心研究員李樂樂課題組與中科院院士趙宇亮課題組合作，在DNA納米醫(yī)用器件的精準調(diào)控和腫瘤診療方面取得新進展。研究成果發(fā)表于Science Advances（2020, 6, eaba9381）。

　　生物識別是生命分析化學、疾病診斷和藥物遞送等領(lǐng)域的核心問題之一。例如，生物傳感器是通過對特定分析物的識別以及可量化信號的輸出實現(xiàn)生物檢測和疾病診斷；對于生物成像和治療應(yīng)用，診療體系往往需通過特異性識別病灶部位特定受體以實現(xiàn)靶向性成像和藥物遞送，提高成像“信-噪”比并減少毒副作用。近年來，具有優(yōu)良生物識別能力的功能性DNA分子被用于設(shè)計智能醫(yī)用納米器件，以期望在活體內(nèi)完成特定高精度任務(wù)，如生物傳感和成像、分子信息計算、可控藥物運輸。然而，這些納米器件所識別的受體靶標并不是疾病組織所獨有的，且在任務(wù)執(zhí)行過程中不具備時間上的可控性，從而削弱了診療應(yīng)用的特異性和精準性。目前，如何在時間和空間上調(diào)控納米器件的生物識別功能以實現(xiàn)更加精準的生物應(yīng)用仍然是一個挑戰(zhàn)。

　　在前期工作中，李樂樂課題組首次提出了利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光遠程操控生物傳感以實現(xiàn)“時-空”可控生物檢測的概念性方法（J. Am. Chem. Soc. 2018. 140, 578），并拓展實現(xiàn)了多種重要生物標志物的“時-空”可控精準檢測和診療應(yīng)用（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7056；Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14877；Nat. Commun. 2019, 10, 2839）。在此基礎(chǔ)上，該工作提出并驗證了利用外源性上轉(zhuǎn)換發(fā)光技術(shù)操控DNA納米器件識別功能的新概念，以提高其對腫瘤細胞的靶向特異性；進而構(gòu)建了正交近紅外光驅(qū)動的DNA納米器件，實現(xiàn)了“時-空”可控的腫瘤靶向和精準治療。該DNA納米器件是通過將設(shè)計的DNA適配體模塊和光敏劑可控組裝于上轉(zhuǎn)換納米顆粒表面而構(gòu)建。該上轉(zhuǎn)換納米顆粒在兩束不同波長的近紅外光激發(fā)下產(chǎn)生正交的紫外光和可見光，分別用以激活適配體的生物識別活性和激發(fā)光敏劑產(chǎn)生活性氧，進而實現(xiàn)程序性的腫瘤精準靶向和光動力治療。而且，該DNA納米器件可與免疫檢查點阻斷療法相結(jié)合，通過促進細胞毒性T細胞的腫瘤浸潤，在荷瘤小鼠中引起協(xié)同效應(yīng)和遠端效應(yīng)，實現(xiàn)對治療無法企及的遠端腫瘤的抑制。該工作為實現(xiàn)外源性工具控制DNA納米器件在活體內(nèi)的功能和行為邁出了新一步。

　　國家納米中心博士生狄正晗、博士劉蓓和副研究員趙健為該論文的共同第一作者；李樂樂和趙宇亮為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委和國家高層次青年人才計劃的支持。

　　文章鏈接

正交可調(diào)控的DNA納米器件實現(xiàn)“時-空”可控的生物識別和腫瘤精準診療

　　近日，中國科學院國家納米科學中心研究員李樂樂課題組與中科院院士趙宇亮課題組合作，在DNA納米醫(yī)用器件的精準調(diào)控和腫瘤診療方面取得新進展。研究成果發(fā)表于Science Advances（2020, 6, eaba9381）。
　　生物識別是生命分析化學、疾病診斷和藥物遞送等領(lǐng)域的核心問題之一。例如，生物傳感器是通過對特定分析物的識別以及可量化信號的輸出實現(xiàn)生物檢測和疾病診斷；對于生物成像和治療應(yīng)用，診療體系往往需通過特異性識別病灶部位特定受體以實現(xiàn)靶向性成像和藥物遞送，提高成像“信-噪”比并減少毒副作用。近年來，具有優(yōu)良生物識別能力的功能性DNA分子被用于設(shè)計智能醫(yī)用納米器件，以期望在活體內(nèi)完成特定高精度任務(wù)，如生物傳感和成像、分子信息計算、可控藥物運輸。然而，這些納米器件所識別的受體靶標并不是疾病組織所獨有的，且在任務(wù)執(zhí)行過程中不具備時間上的可控性，從而削弱了診療應(yīng)用的特異性和精準性。目前，如何在時間和空間上調(diào)控納米器件的生物識別功能以實現(xiàn)更加精準的生物應(yīng)用仍然是一個挑戰(zhàn)。
　　在前期工作中，李樂樂課題組首次提出了利用上轉(zhuǎn)換發(fā)光遠程操控生物傳感以實現(xiàn)“時-空”可控生物檢測的概念性方法（J. Am. Chem. Soc. 2018. 140, 578），并拓展實現(xiàn)了多種重要生物標志物的“時-空”可控精準檢測和診療應(yīng)用（J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 7056；Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 14877；Nat. Commun. 2019, 10, 2839）。在此基礎(chǔ)上，該工作提出并驗證了利用外源性上轉(zhuǎn)換發(fā)光技術(shù)操控DNA納米器件識別功能的新概念，以提高其對腫瘤細胞的靶向特異性；進而構(gòu)建了正交近紅外光驅(qū)動的DNA納米器件，實現(xiàn)了“時-空”可控的腫瘤靶向和精準治療。該DNA納米器件是通過將設(shè)計的DNA適配體模塊和光敏劑可控組裝于上轉(zhuǎn)換納米顆粒表面而構(gòu)建。該上轉(zhuǎn)換納米顆粒在兩束不同波長的近紅外光激發(fā)下產(chǎn)生正交的紫外光和可見光，分別用以激活適配體的生物識別活性和激發(fā)光敏劑產(chǎn)生活性氧，進而實現(xiàn)程序性的腫瘤精準靶向和光動力治療。而且，該DNA納米器件可與免疫檢查點阻斷療法相結(jié)合，通過促進細胞毒性T細胞的腫瘤浸潤，在荷瘤小鼠中引起協(xié)同效應(yīng)和遠端效應(yīng)，實現(xiàn)對治療無法企及的遠端腫瘤的抑制。該工作為實現(xiàn)外源性工具控制DNA納米器件在活體內(nèi)的功能和行為邁出了新一步。
　　國家納米中心博士生狄正晗、博士劉蓓和副研究員趙健為該論文的共同第一作者；李樂樂和趙宇亮為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委和國家高層次青年人才計劃的支持。
　　文章鏈接
　　正交可調(diào)控的DNA納米器件實現(xiàn)“時-空”可控的生物識別和腫瘤精準診療
　　

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