dna纳米结构在药物转运载体和智能载药中的应用进展

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1、DNA纳米结构在药物转运载体和智能载药中的应用进展摘要纳米材料具存荷载效率高、靶向性能好、半衰期较长等优点，非常适于作为药物转运载体，可有效提高药物的水溶性、稳定性和疾病治疗效果。0前，开发具有良好生物相容性、可控靶向释放能力和精确载药位点的理想药物转运载体，仍是该领域存在的挑战性问题和当前研究的重点。自组装DNA纳米结构是一类具有精确结构、功能多样的纳米生物材料，具存良好的生物相容性和稳定性、较高的膜渗透性和可控靶向释放能力等优点，是理想的药物转运载体和智能载药材料。本文总结了DNA纳米结构的发展历程、DNA纳米结构作为药物转运载体的研究现状、动态DNA纳米结构在智能载

2、药中的应用进展，并对其发展前景进行Y展望。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词DNA纳米结构；药物转运载体；智能载药；评述1引言肿瘤的治疗是复杂的系统工程，以化疗和放疗为主要手段。传统小分子化学药物治疗效果好，但存在水溶性差、生物利用度低、毒性强等缺点，需要大剂量给药，给病人带来很大的毒副作用[1];新颖的蛋白和核酸类药物，在肿瘤治疗中表现出很好的效果和极大的潜力，但价格昂贵、稳定性差、不易被细胞摄取[2

3、]。因这些药物的生物利用度差，所以对其运输方式提出了新耍求。发展新颖和有效的药物转运载体技术，提高药物的治疗效果，已成为近年来生物学和医学研究的热点。常用的药物转运载体主要是脂质体[3]和阳离子树状聚合物[4]等高分子类载体。近年来，多种无机纳米材料，如纳米金[5〜7]等，被大量用于转运反义RNA[8]、小干扰RNA[9]和抗癌药物[10]的研究。然而，？@些载体具存内在细胞毒性[11]，装载药物的种类和数量不可控，可控靶向释放能力较差[12]。理想的药物转运载体应满足以下条件：（1）能够保护药物免于被降解，同时保留药物分子的生物学活性；（

4、2）可以改善药物的水溶性，降低毒性、免疫原性及其它副作用；（3）能穿透生物膜屏障，例如细胞膜、内质网膜等；（4）可以同吋转运多种药物分子；（5）具备智能转运能力，如靶向可控药物释放等。近十几年来，结构DNA纳米技术蓬勃发展，为构建高效药物载体提供了新思路。DNA是自然界中组成生物的遗传材料，具有天然的生物相容性。由DNA经碱基互补配对形成的自组装DNA纳米结构，是一类具有精确结构和尺寸的纳米生物材料，同时具备多个化学反应位点、手性性质等特点，在众多领域都有广泛的应用前景[13]。研究表明，DNA纳米结构能以极高的效率进入细胞，这为DNA纳米结构应用于药物转运载体奠定了

5、基础[14]。本文首先回顾了DNA纳米技术的发展历程，介绍基于DNA纳米结构的新型药物转运载体研究现状，对于动态DNA纳米结构在智能药物载体中的应用进展进行评述，并对其发展前景进行了展望。2DNA纳米技术和自组装DNA纳米结构的发展历程自1983年Seeman设计第一个四臂核酸交叉结构（图1A）以来[15]，研究者意识到DNA不仅是生命的密码，更能作为生化模块，自下而上构建纳米世界。自此，基于WastonCrick碱基互补配对的多种自组装DNA纳米结构纷纷面世，结构DNA纳米技术得到快速发展并获得广泛应用。在结构DNA纳米技术发展初期，所合成的结构仅是数条DNA单

6、链通过碱基互补配对形成的交叉和拓扑结构，例如巾等摩尔DNA单链混合得到的单交叉点多分支结构[16]（图1B）。这一类型的组装可以形成二维或三维结构，然而其大小难以控制且机械强度不足。1993年，Seeman研宄组设计的多交义结构[17]有效解决了这一问题，例如双螺旋结构域之间的多个交叉位点可以形成坚固的平面结构[18]。此后，采用多链碱基配对的方法合成了大量三维多面体结构，如四面体[19]（图1D）。通过上述结构基元的粘性末端杂交，可以进一步合成高阶周期性结构，包括树枝状DNA[20]（图IE）、水凝胶[21]、DNA晶体[18]（图1F）等。

7、然而这些通过基元粘性末端杂交构建的超结构具有一定局限性，例如合成耗时，需精确控制DNA单链化学计量比，并且所用的基元纯度要求高，结构的复杂性有限。为Y解决这些问题，Kc等采用不同的单链基元取代多链基元合成了复杂的三维纳米结构[22]。2006年,Rothemund设计的DNA折纸[23]开辟了DNA纳米技术的新纪元。DNA折纸以一条长DNA骨架单链为基础，在数百条订书钉链的帮助下折叠成所需结构。典型的DNA折纸有二维平面折纸[23]（图1G）、三维曲率折纸[24]（图1H）和不对称折纸[25]（图II）。由