南方科技大学田雷蕾副教授、李妍助理教授Angew. Chem. ：合成生物学助力个性化DNA纳米药物发展

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DNA纳米药物已经成为一类很有前景的抗肿瘤药物。一方面，利用新兴的DNA纳米技术可构筑尺寸、形状精确可控，以及负载多样性的纳米载体；另一方面，功能核酸（如DNAzyme，antisense DNA，DNA aptamer等）可实现从基因调控到细胞靶向等诸多生物医学功能。但昂贵的DNA固相合成费用以及复杂的DNA纳米制备工艺极大限制了DNA纳米药物的临床应用。而DNA作为承载遗传信息的生物大分子，使基因编码和生物合成DNA纳米药物成为可能。

近日，南方科技大学材料科学与工程系的田雷蕾副教授团队与生物系的李妍助理教授团队合作，通过遗传编码，构建出表达DNA纳米药物的基因载体，实现了利用细菌发酵，高效地制备高质量、个性化的DNA纳米药物。

为了适用生物生产技术，作者以柔性的Y型DNA组装体为构筑单元，开发了一种新型的、可“一步法”组装的树枝状DNA纳米结构（ss-Y-dendrimer），作为纳米药物载体，通过引入AS1411适配体和anti-Survivin DNAzyme（DzSur）制备了具有A549细胞靶向和Survivin 抑制调控功能的DNA纳米药物。通过细菌发酵生产的DNA纳米药物，在体内外都对A549细胞Survivin表达水平表现出良好的靶向抑制。在与传统化疗药物结合的肿瘤治疗实验中，该DNA纳米药物可以有效增强肿瘤对化疗药物的敏感性，从而达到更好的治疗效果。

细菌发酵的方法生产制备个性化的DNA纳米药物，只需一次性构建基因载体，便可以像处理蛋白药物一样，生产、储存和分享基因产品。与传统的化学合成相比，细菌发酵生产DNA纳米药物具有产量高、质量高、批次之间稳定性高以及原料易储存、易运输和易分享等诸多优点。然而，在产品前期的优化过程中，化学合成的DNA纳米药物具有高度的灵活性，适合制备少量、多种类候选药物以备筛选；在优化过程完成以后，构建出最佳的DNA纳米药物的基因，利用细菌发酵生产，从而为后期的广泛研究和市场化提供支持。

该研究将DNA的“遗传信息载体”、“纳米结构构筑分子”、“治疗材料”三重身份有机结合，开发了细菌发酵制备DNA纳米药物的技术，与传统的化学合成相结合，为个性化DNA纳米药物的研发和产业化提供了新的思路。

原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012916

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