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研究目的:用从噬菌体M13mp18中提取出来的长链单链DNA和相应的短链DNA制备出含有多个可修饰位点的DNA纳米管,通过修饰适配体C2NP,使得构建的DNA纳米管可以靶向淋巴瘤细胞,提高所载化学药阿霉素的抗肿瘤作用,降低毒副作用。通过调整C2NP的数量和间距,使其更好地发挥生物治疗作用,载药后可同时发挥C2NP的生物治疗作用和阿霉素的化学治疗作用,提高抗肿瘤效果。 研究方法:用PCR仪将从噬菌体中提取出的两种M13mp18单链DNA与相应的短链DNA制备成螺旋的DNA纳米管和直形的DNA纳米管,通过延长链的方式将核酸适配体C2NP修饰到DNA纳米管结构上,制备出由不同数量和间距的C2NP修饰的可靶向淋巴瘤的DNA纳米管。通过琼脂糖凝胶电泳、透射电子显微镜和原子力显微镜等对DNA纳米管结构进行表征;DNA纳米管的载药量和体外释放用酶标仪测阿霉素的荧光强度来考察;琼脂糖凝胶电泳表征DNA纳米管在含10%胎牛血清培养基中的稳定性;载体材料和缓冲盐对人间变性大细胞淋巴瘤细胞K299的毒性、DNA纳米管载药系统对K299细胞的生物作用以及生物作用和化疗联合作用等采用CCK8法进行考察;用流式细胞仪考察K299细胞对载药DNA纳米管系统的定量摄取、载药DNA纳米管系统对K299细胞的凋亡、周期以及活性氧水平的影响;相关蛋白的表达量用Western Blot实验进行表征。 研究结果:本研究成功构建了可靶向淋巴瘤细胞的DNA纳米管载药系统,将阿霉素载入到DNA纳米管中后能够提高阿霉素的稳定性;载药螺旋DNA纳米管和载药直形DNA纳米管的体外释放研究表明螺旋DNA纳米管对阿霉素有一定的缓释作用,而直形DNA纳米管对阿霉素无缓释作用;细胞实验结果显示,本研究所构建的DNA纳米管和缓冲液无细胞毒性。载入DNA纳米管中的阿霉素相比于游离阿霉素对K299细胞有更显著的增殖抑制作用,共同孵育4h后,K299细胞对载药DNA纳米管组阿霉素的摄取量是游离阿霉素的2.37倍;当DNA纳米管上修饰30个C2NP且相邻之间的距离为6nm时,对K299细胞的抑制率最为显著;生物治疗和化学治疗协同作用结果表明,载药以后,系统在增强阿霉素抗肿瘤作用的同时又发挥了生物治疗作用。载药DNA纳米管与K299细胞共同孵育48h后,明显增强了细胞的晚期凋亡率,由游离阿霉素的37.7%提高到62.8%,主要通过阻滞S期和G2期达到抑制细胞增殖,同时使细胞内的活性氧水平升高,进一步促进细胞凋亡。免疫印迹实验结果显示,修饰有一定数量和间距C2NP适配体的DNA纳米管载药系统可以诱导K299细胞中p53蛋白的表达增加。 研究结论:本课题所构建的C2NP适配体修饰的DNA纳米管载药系统可以靶向到淋巴瘤细胞内,显著提高阿霉素的体外抗肿瘤作用,降低其毒副作用。并且C2NP修饰的载药系统可以同时发挥化学治疗作用和生物治疗作用,大大降低了用药的浓度。数量和间距可控的适配体修饰的DNA纳米载体为肿瘤的治疗提供了新思路。