DNA納米機器為血栓精準給藥“探路”
“由血栓造成的血管阻塞性疾病已經成為(wei) 全球致死率最高的疾病。我們(men) 在與(yu) 臨(lin) 床醫生交流時了解到,目前血栓的臨(lin) 床治療效果並不好。雖然有專(zhuan) 門的藥物,但其副作用大,容易造成血管出血。所以我們(men) 一直在想,能不能把藥物精準地送到血栓附近,有的放矢地給藥。”南京郵電大學教授汪聯輝近日向記者介紹了一種智能DNA溶栓納米機器。這種肉眼看不到的納米機器可以在血管內(nei) 識別血栓的生物標誌物凝血酶,通過凝血酶濃度的高低,識別出凝血酶究竟是來自血栓還是普通傷(shang) 口血凝塊,繼而針對血栓給藥。相關(guan) 成果近日發表在國際學術期刊《自然·材料》。
汪聯輝介紹,溶栓治療是當前臨(lin) 床針對中風、心梗、肺栓塞等急性血栓的首選治療方案。以組織纖溶酶原激活劑為(wei) 代表的溶栓藥物,可激活體(ti) 內(nei) 的纖溶酶,從(cong) 而溶解血栓的主要成分纖維蛋白。但溶栓藥物是一把雙刃劍,過度激活的纖溶酶,會(hui) 無差別溶解纖維蛋白導致機體(ti) 凝血功能異常,造成血管出血,例如腦出血。因此,針對血栓的精準給藥是未來溶栓治療的發展方向。
是否可以用DNA納米材料作為(wei) 載體(ti) ,把藥物精準遞送到血栓附近?7年前,汪聯輝團隊開始研發DNA溶栓納米機器。
在這項研究中,科研人員製作出一片長90納米、寬60納米的DNA矩形納米片,再在納米片上“伸出”一條觸手,固定溶栓藥物分子。
“隨後把納米片卷成筒,用凝血酶適配體(ti) 做成DNA納米鎖,將藥物鎖在筒內(nei) ,確保藥物在血液循環時不會(hui) 失去活性。而要打開納米鎖,就要先精準識別血栓。”汪聯輝打了個(ge) 比方,開納米鎖的“鑰匙”,是一種能夠識別血栓的特定分子——凝血酶。
“凝血酶在血栓中的濃度是普通傷(shang) 口血凝塊中的十幾倍。當納米筒內(nei) 的凝血酶適配體(ti) 識別並計算出凝血酶的濃度達到血栓的濃度時,就會(hui) 和凝血酶結合,從(cong) 而打開‘納米鎖’,把藥釋放到血栓處。”汪聯輝解釋,這種方法既可以精準給藥,又不會(hui) 造成血管不必要的出血。
汪聯輝介紹,目前研究團隊已經在小鼠和兔子體(ti) 內(nei) 進行過腦血栓、肺血栓、動脈血栓、靜脈血栓的溶栓實驗。相較於(yu) 臨(lin) 床溶栓藥物,智能DNA溶栓納米機器在腦中風及肺栓塞的溶栓效率分別提高了3.7倍和2.1倍;完全溶栓劑量相較於(yu) 組織纖溶酶原激活劑量大幅降低;顯著降低了臨(lin) 床溶栓藥物導致的凝血異常,將腦中風的治療窗口期從(cong) 症狀發生後的3小時延長到6小時,該方式有望提高腦中風患者接受溶栓治療並獲益的人數。
“由於(yu) DNA溶栓納米機器由人體(ti) 的堿基構成,所以可由人體(ti) 內(nei) 的酶降解,並經肝腎代謝排出體(ti) 外。”汪聯輝透露,研究團隊計劃在未來3至5年內(nei) 完成智能DNA溶栓納米機器在大型動物模型中的藥效及安全性評估,開展DNA溶栓納米機器的成藥性研究,優(you) 化規模化生產(chan) 工藝。(金 鳳)
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