北理工課題組在siRNA功能化鑭系納米材料抗腫瘤研究方面取得進展
發(fā)布日期：2022-07-09 供稿：前沿交叉科學(xué)研究院
編輯：朱倩云 審核：唐水源 閱讀次數(shù)：
近日，北京理工大學(xué)黃淵余課題組在siRNA功能化鑭系納米材料抗腫瘤治療方面取得重要研究進展,，相關(guān)成果以“siRNA-functionalized lanthanide nanoparticle enables efficient endosomal escape and cancer treatment”為題發(fā)表在Nano Research (中科院一區(qū),，IF = 10.269)。該工作第一作者為北京理工大學(xué)前沿交叉科學(xué)研究院/生命學(xué)院的博士后于嬋嬋和碩士生李坤,，通訊作者為國家納米科學(xué)中心梁興杰研究員,、北京理工大學(xué)黃淵余教授,、廣西醫(yī)科大學(xué)趙永祥教授。
鑭系納米材料具有獨特的光學(xué),、電學(xué)和磁學(xué)性質(zhì),。目前，許多研究聚焦于鑭系離子與核苷酸/DNA的相互作用,，以設(shè)計具有獨特性能的核酸功能納米材料。深入研究雙鏈siRNA與鑭系納米材料的作用機制,，有助于開發(fā)新型小干擾核酸（siRNA）遞送體系,，并用于疾病治療。在本論文中,，該團隊研究了siRNA與無配體NaGdF4納米顆粒之間的相互作用機制。在中性環(huán)境下,，siRNA磷酸骨架與NaGdF4納米顆粒表面的Gd配位，形成siRNA/NaGdF4球形核酸納米顆粒（SNA）,，siRNA結(jié)合到納米材料表面,。進入細(xì)胞后,，在內(nèi)涵體、溶酶體酸性條件下,，磷酸基團質(zhì)子化,，降低siRNA對NaGdF4納米顆粒的親和力，siRNA與NaGdF4解離（圖1）,。通過熒光共聚焦顯微鏡觀察了siRNA胞內(nèi)逃逸過程,，同時在兩種荷瘤小鼠模型上研究了siRNA/NaGdF4體系在小鼠體內(nèi)的抑瘤效果。
圖1. NaGdF4 NPs與siRNA相互作用以及siRNA功能化NaGdF4 NPs從內(nèi)涵體逃逸的過程示意圖
圖文導(dǎo)讀：
圖2. siRNA與NaGdF4 NPs的相互作用,。(a) NaGdF4 NPs的TEM圖像,。(b) siRNA/NaGdF4 SNA體系的元素分析。(c)無配體NaGdF4和siRNA/ NaGdF4 SNA的尺寸數(shù)據(jù),。(d)相互作用機制示意圖,。(e) siRNA/ NaGdF4下進行凝膠電泳分析。
圖3. siRNA/NaGdF4 SNA的內(nèi)涵體逃逸過程,。(a)不同轉(zhuǎn)染時間下siRNA/NaGdF4 SNA在CT26細(xì)胞亞細(xì)胞定位的CLSM圖像,，比例尺為25 μm,。(b)和(c)平均熒光強度和Pearson相關(guān)系數(shù)相應(yīng)于圖a,。(d)使用氯喹和巴菲霉素A1下siRNA溶酶體逃逸情況 (e) Pearson相關(guān)系數(shù)相應(yīng)于圖d。(f)使用氯喹或巴菲霉素A1抑制劑時PD-L1 mRNA的相對表達,。**** p < 0.0001,。
圖4. siPD-L1/NaGdF4 SNA在4T1原位乳腺癌模型中的體內(nèi)抗腫瘤效果。(a)實驗過程和分組信息,。(b-d)在經(jīng)過PBS (G1),、siNC/NaGdF4 SNA (G2)、siPD-L1/NaGdF4 SNA (G3)治療后,，小鼠腫瘤組織的光學(xué)照片(b),、腫瘤重量(c)和腫瘤生長曲線(d)，n="""7,。(e)通過RT-qPCR檢測的腫瘤組織中的相對PD-L1""" mRNA表達,。(f)第22天采集的肺組織照片和對應(yīng)的H&E染色切片,。黃色圓圈代表轉(zhuǎn)移的腫瘤結(jié)節(jié)；組織切片的比例尺為100μm,。(g)實驗終點小鼠的血清生化指標(biāo)檢測結(jié)果,。
論文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-022-4573-2
附作者簡介：
黃淵余，北京理工大學(xué)教授,、博士生導(dǎo)師,；入選國家級青年人才、北京市科技新星,。研究內(nèi)容主要圍繞核酸技術(shù)與藥物/疫苗展開,。以通訊/第一作者在Sci Adv、Signal Transduct Target Ther等發(fā)表論文約60篇,，IF>10論文30余篇,；共發(fā)表論文約90篇，撰寫10余部專著章節(jié),，申請16件專利,。曾獲得廣西科學(xué)技術(shù)獎自然科學(xué)一等獎（第五完成人），中美納米醫(yī)學(xué)與納米生物技術(shù)學(xué)會“未來之星”獎等榮譽,；是中國生物物理學(xué)會納米生物學(xué)分會秘書長,，另多個學(xué)會理事或委員；是Exploration副主編（Wiley出版）,、Chinese Chemical Letters,、生物化學(xué)與生物物理進展等多個期刊(青年)編委。
課題組主頁：https://www.x-mol.com/groups/Yuanyu_Huang-BIT
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