DNA功能化金属有机框架载药系统的构建及刺激响应控制药物释放

Malignant tumor has been hazardous to our health seriously. In drug treatment of cancer, the effective use of anticancer drugs is very important. Development of new drug delivery systems for cancer treatment is of great significance. In this project, DNA functionalized metal-organic framework (MOFs) is proposed, as a novel drug delivery system. The conformation of DNA could be changed by stimuli-responsive from metal ions, pH, enzyme and other factors. The stimuli-responsive will realize the effective encapsulation and controlled release of drugs, which can be used for tumor cell apoptosis in vivo imaging. This strategy is expected to be used effectively for the treatment of tumor diseases.

恶性肿瘤，严重危害着人类的健康。在癌症的药物治疗中，抗癌药物的有效使用是至关重要的。发展新型载药系统对于癌症的药物治疗具有重要意义。本项目提出构建DNA功能化金属有机框架（MOFs）作为载药系统，通过金属离子、pH、剪切酶等诱导刺激DNA构型的变化，实现对药物的有效封装与控制释放，进而用于肿瘤细胞凋亡与活体成像，为肿瘤疾病的治疗提供有效工具。

恶性肿瘤，严重危害着人类的健康。在癌症的药物治疗中，抗癌药物的有效使用至关重要，发展新型载药系统对于癌症的药物治疗具有重要意义。本项目开展了DNA功能化MOFs 载药系统的构建，并用于肿瘤疾病的治疗。主要研究内容及意义包括：（1）DNA功能化纳米MOF用于靶向示踪肿瘤细胞及光动力/化疗协同治疗肿瘤。合成了纳米PCN-224，负载了抗肿瘤药物阿霉素，并通过DNA进行药物封装。该DNA为肺癌肿瘤细胞的适体，其中一端修饰了羧基，一端修饰了荧光素。遇到肺癌肿瘤细胞时，DNA与肿瘤细胞表面蛋白结合，从而能够靶向肿瘤细胞，并且荧光素能够定位肿瘤细胞。与此同时，孔道打开，药物阿霉素释放，有效杀伤肿瘤细胞。此外，在650 nm激光照射下，PCN-224具有良好的光动力效应。因此，DNA功能化PCN-224实现了对肺癌肿瘤的示踪、化疗和光动力疗法协同靶向治疗肺癌；（2）DNA功能化纳米MOF复合纳米MgO2增强光动力治疗肿瘤。合成了纳米Hf-TCPP，并在其表面修饰小鼠乳腺癌细胞适体（DNA）和复合纳米MgO2。DNA与肿瘤细胞表面蛋白结合，从而能够靶向肿瘤细胞。纳米MgO2分解释放氧气，解决了光动力治疗中的乏氧问题。小鼠活体实验表明，在650 nm激光照射下，DNA 修饰的纳米MgO2复合Hf-TCPP材料有效抑制了肿瘤的生长，有望用于肿瘤治疗；（3）透明质酸修饰纳米CaO2复合PCN-224用于增强光动力治疗肿瘤。合成了纳米PCN-224，将透明质酸（HA）修饰的纳米CaO2原位复合在PCN-224表面，得到PCN-224-CaO2-HA。PCN-224-CaO2-HA与H2O或弱酸缓慢反应生成充足的O2，解决了缺氧问题，提高了光动力治疗疗效。此外，HA能够特异性靶向4T1和MCF-7肿瘤细胞膜上高表达的CD44受体，实现了肿瘤靶向治疗。实验结果表明，PCN-224-CaO2-HA在体内外均能表现出增强PDT的治疗效果和靶向性；（4）卟啉类MOF合成过程中，构筑了稀土卟啉MOF对金属离子的荧光检测。选用了卟啉配体及稀土Tb3+离子，合成了Tb-TCPP。在Tb-TCPP中加入铝、铁、铬金属离子后，Tb-TCPP的荧光显著增强，检测时间仅需要几秒钟，检测限在纳摩尔级。