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综述:内源性触发DNAzyme纳米结构在基因联合治疗中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月14日 来源:Advanced NanoBiomed Research 4.4
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这篇综述系统阐述了内源性刺激(如GSH、pH、ATP)响应型DNAzyme纳米递送系统的设计策略及其在基因联合治疗(如PDT/CDT)中的应用,重点探讨了通过金属离子(Mn2+/Zn2+)协同激活DNAzyme催化活性实现mRNA靶向切割的机制,为肿瘤精准治疗提供新思路。
传统非刺激响应型纳米载体(如PLGA、ZIF-8)存在药物提前泄漏、靶向性不足等问题。研究表明,游离DNAzyme在生理环境中易被核酸酶降解,且细胞内Mg2+浓度不足以激活其催化活性。通过设计多孔纳米球或酯键水解材料虽能实现缓释,但无法精准控制释放时空分布。
肿瘤细胞内高浓度谷胱甘肽(GSH)可触发MnO2纳米片降解,同步释放Ce6光敏剂和Mn2+-DNAzyme。例如GAOME NC系统利用MnO2消耗GSH提升ROS水平,同时释放的Mn2+激活10-23 DNAzyme切割EGR-1 mRNA,使MCF-7肿瘤体积减少80%。AIEgens光敏剂与DNAzyme的共递送体系在660nm激光下可产生细胞毒性1O2,实现双模态荧光/MRI成像引导的治疗。
酸性肿瘤微环境触发ZIF-8解离释放Zn2+和DNAzyme。创新性设计的T-DNAzyme@CP5??MnTPPCN通过线粒体靶向肽TPP递送NO供体,在溶酶体酸性条件下释放Mn2+激活DNAzyme,同时抑制线粒体呼吸以增强PDT效果。这种级联反应使4T1肿瘤MRI信号增强2.8倍,证实了亚细胞器定位的治疗优势。
双刺激响应系统如RAP@MOF/DZ可同步响应pH和GSH:酸性环境释放雷帕霉素(RAP),GSH还原Mn3+为Mn2+激活DNAzyme切割自噬相关mRNA。在MDA-MB-231模型中,该体系使Beclin 1表达量显著提升,肿瘤荧光强度较游离药物提高2.8倍。Fe/Mn-MOFs系统则通过光热-Fenton反应产生·OH,抑制Twist mRNA介导的肿瘤转移。
当前DNAzyme纳米系统仍面临载体复杂性(如MOFs合成难度)、金属离子毒性(Cu+诱导氧化应激)等瓶颈。拓展新型内源性触发器(如组织特异性酶)、开发细胞器靶向递送系统(内质网/高尔基体),以及建立标准化临床前评价体系将是未来研究重点。值得注意的是,已有7种金属离子(Mg2+/Zn2+/Mn2+等)被证实可作为DNAzyme辅因子,其动力学参数优化将直接影响基因沉默效率。
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