来源：Biomaterials
Schematic illustration of the synthesis of PDA-coated nucleic acid nanogel and its application in siRNA-mediated low-temperature PTT in vivo. (A) Synthetic route of PDA-coated nucleic acid nanogel with PEGylated surface (PEG-PDA-Nanogel). (B) The mechanism of siRNA-mediated low-temperature photothermal therapy induced by PEG-PDA-Nanogel.光热治疗是一种高效的肿瘤消融技术，已成为生物医学研究的热点，但目前仍然没有光热治疗相关药物被批准上市。除了光的穿透深度受限，光热治疗所面临的另一个困境是难以在抗肿瘤疗效和副作用之间保持平衡。大多数光热治疗研究中，工作温度需维持在50℃以上以取得良好的抗肿瘤效果，但过高的温度容易导致肿瘤周围正常组织的损伤、严重的炎症反应甚至引发肿瘤转移。因此如果能够在相对较低的温度下（42-45℃）进行，则能够有效避免这些副作用。然而由于细胞本身具有耐热性，低温光热疗法的肿瘤治疗效果还并不理想。因此迫切需要发展一种新的策略，在相对较低的温度下实现高效的光热治疗。在本研究中，我们将靶标热休克蛋白Hsp70的siRNA作为交联剂，通过与DNA接枝聚己内酯（DNA-g-PCL）聚合物刷交联从而制备了负载siRNA的核酸纳米凝胶。在此基础上，我们进一步在核酸纳米凝胶表面沉积聚多巴胺涂层并进行聚乙二醇表面修饰，最终制备包覆聚多巴胺涂层的核酸纳米凝胶。聚多巴胺作为具有优异的生物降解性和光热转换性能的材料，不仅能够为整个输送体系提供光热转换能力和溶酶体逃逸的能力，还能够进一步地增强核酸纳米凝胶的生理稳定性，提高基因沉默的效率，最终实现高效的低温光热治疗。本项目首先对负载聚多巴胺涂层核酸纳米凝胶的细胞摄取能力以及体外基因沉默效果进行了评估，发现包覆聚多巴胺涂层的核酸纳米凝胶能够高效地被细胞摄取。在近红外激光照射下，可实现溶酶体逃逸，拥有比纳米凝胶本身更加优异的基因沉默效果，能够高效抑制细胞热休克蛋白表达，在相对低温条件下高效杀伤肿瘤细胞。最后，通过皮下荷瘤裸鼠模型我们评估了这一新型纳米凝胶药代动力学性质以及低温光热抗肿瘤效果。实验证实，负载聚多巴胺涂层核酸纳米凝胶拥有比核酸纳米凝胶更长的体内循环时间、更好的肿瘤富集效果，并在低温条件下高效地抑制肿瘤生长，甚至消融肿瘤。论文第一作者为上海交通大学的丁飞博士，上海交通大学张川特别研究员和上海交通大学附属第六人民医院李跃华为该文章的共同通讯作者
上海交通大学张川特别研究员：博士生导师， 2014年“求是青年学者”。近年来主要从事DNA纳米技术、新型生物材料、纳米生物医学等方向的研究，在核苷类药物以及基因递送、外泌体检测等领域取得一系列创新成果。已在包括Nat. Mater.、PNAS、Adv. Mater.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Biomaterials等高水平期刊发表论文60余篇，引用5000余次，H-index 30。
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论文信息：
Fei Ding, Xihui Gao, Xiangang Huang, Huan Ge, Miao Xie, Jiwen Qian, Jie Song, Yuehua Li*, Xinyuan Zhu, Chuan Zhang*. Polydopamine-coated nucleic acid nanogel for siRNA-mediated low-temperature photothermal therapy. Biomaterials 2020, 119976.
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