DNA条形码纳米颗粒可快速预测抗癌药物

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2018-10-09

想象一下未来某天一个病人去医院检查,确诊后医生为了确定适合他/她的纳米药物,就先给他/她注射了小剂量的包含数百种纳米药物的混合液,第二天从病变区取出组织进行检测,随后便确定最适合的纳米药物并进行治疗……听上去似乎有点天方夜谭,但是研究人员的最新研究却正在向着这样的个性化治疗目标迈进,他们利用了一种叫做DNA条形码的技术进行纳米药物的筛选,以期实现个性化治疗。 那么DNA条形码是什么呢?事实上,DNA条形码就是一段核苷酸序列,可以通过PCR进行扩增以及的方法进行解码。

通过使用DNA条形码标记纳米药物,研究人员可以找出最佳的治疗药物以及确定不同纳米颗粒的分布。

2016年底,来自以色列理工学院的AviSchroeder教授课题组在NatureCommunications上发表了一篇有关抗肿瘤纳米药物个性化治疗的研究论文,他们采用了DNA条形码技术对包载不同抗癌药物的脂质体纳米药物的抗癌疗效进行了预测及验证。

目前临床使用的抗癌药物筛选主要通过取出病人肿瘤组织进行体外培养或者移植到免疫缺陷小鼠身上,然后再测试药物敏感性,但是由于肿瘤环境的复杂性,这种方法耗时久、操作复杂、准确率不高。

为了解决这些问题,Schroeder等人提出了使用DNA条形码这一技术在单细胞层面来标记、追踪和评估纳米抗癌药物的效果。 图1.DNA条形码技术预测不同纳米药物抗癌疗效流程图。 图片来源:Nat.Commun.因为脂质体纳米药物已经在临床使用,可以有效富集到肿瘤组织提高药物抗癌疗效,研究人员用脂质体装载不同抗癌药物以及相应的DNA条形码(50-120对碱基对的DNA序列),形成多种100nm纳米颗粒。

他们选择了三种临床使用的治疗三阴性乳腺癌(TNBC)的药物(阿霉素、顺铂、吉西他滨)在小鼠身上进行了验证,一个药物对应一个条形码,形成一个纳米颗粒。

通过体外细胞摄取实验,他们发现这种DNA条形码可以在单细胞水平进行检测和定量分析(图2)。 图2.DNA条形码可以在单细胞水平进行检测。

图片来源:Nat.Commun.。