以适体作为药物靶向载体的研究进展
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●综 述●核酸适配体靶向治疗恶性肿瘤的机制及其特征的研究进展★陈聪盈1,王鸣刚1,袁红霞2,许金苓2,周秉博2,廖世奇2*(1兰州理工大学,甘肃 兰州,730050;2甘肃省医学科学研究院,甘肃 兰州,730050)摘要:核酸适配体是一种单链寡核苷酸,除具有抗体识别功能外,其自身性能也较为独特。
目前,恶性肿瘤的传统治疗方法包括手术、放疗、化疗等,虽可起到一定的效果,但均有不同程度的局限性。
靶向治疗为恶性肿瘤的新型治疗方法,将核酸适配体应用于靶向治疗中,可明显提高治疗效果。
本文综述了恶性肿瘤靶向治疗的优缺点,并分析了核酸适配体的来源、结构特征和特性、与药物结合的方式及其在靶向治疗中的应用和发展趋势。
关键词:肿瘤;靶向治疗;核酸适配体中图分类号:R730.5 文献标识码:A 文章编号:2095-1264(2019)04-0529-06doi:10.3969/j.issn.2095-1264.2019.04.01Advances in the Mechanism and Characteristics of Nucleic Acid AptamersTargeted Therapy for Malignant Tumors ★CHEN Congying 1, WANG Minggang 1, YUAN Hongxia 2, XU Jinling 2, ZHOU Bingbo 2, LIAO Shiqi 2*(1 Lanzhou University of Technology, Lanzhou, Gansu, 730050, China; 2 Gansu Research Institute of Medical Science, Lanzhou, Gansu, 730050, China)Abstract: Nucleic acid aptamer is a single-stranded oligonucleotide. It not only has antibody recognition function, but also has unique properties. At present, the traditional treatments including surgery, radiotherapy, chemotherapy and so on, have achieved some effects on malignant tumors, but have varying degrees of limitations. Targeted therapy is a new technique for the treatment of malignant tumors. The application of nucleic acid aptamers in targeted therapy can obviously improve the therapeutic effect. In this paper, we reviewed the ad-vantages and disadvantages of targeted therapy for malignant tumors, and analyzed the origin, structure and characteristics of nucleic acid aptamers, the ways of combined drugs and their applications and development trends in targeted therapy.Key words: Tumor; Targeted therapy; Nucleic acid aptamer★基金项目:国家自然科学基金资助项目(81560346);甘肃省科技计划资助项目 (18JR3RA065/18JR3RA061) ;2017甘肃省卫生行业科研计划资助项目(GSWSKY2017-06)。
适配体的应用及其在口腔领域的研究进展近年来,有关适配体在生物医学领域的研究迅速发展。
适配体是一种通过指数富集的配体系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)在DNA或RNA 文库中筛选得到单链DNA或RNA,能够与小分子、蛋白质和细胞等靶标特异性结合。
疾病的早期诊断与治疗是治愈疾病的关键,然而某些疾病可能表现出非特异性症状,导致假阴性延误治疗时机,增加治疗失败的风险。
此外,个性化的精准治疗对疾病治疗至关重要。
由于具有高特异性、低免疫原性和低成本等特点,适配体已在药物递送、疾病的诊断和治疗等方面有了广泛的应用。
本文将就适配体的特点和其在口腔医学中的应用作一综述。
1.适配体的发展和特点1.1适配体的发现与筛选自20世纪80年代Cech等发现RNA具有催化作用以来,研究者们对核酸识别并作用于特定位点的功能探索也随之兴起。
1990年,Tuerk在研究T4噬菌体DNA聚合酶(gp43)与编码mRNA间的相互作用时发现,gp43在与该mRNA5'端一个8个核苷酸的发夹结构及Shine-Dalgarno序列结合时,可以抑制该mRNA转录的开始以进行自我调节。
为探究这一相互作用,Tuerk开发了SELEX技术,即通过构建一个随机的RNA文库,利用硝酸纤维素膜筛选出与gp43有亲和力的RNA序列,对其进行扩增并进行下一轮筛选,如此往复,最终获得2个能特异性结合gp43的RNA序列。
同年,Ellington等通过类似方法,开发出能与对应靶标特异性结合的核酸片段,并将这种片段命名为“aptamer(适配体)”。
适配体在与靶标结合时,会形成茎、环、发夹、突起、假结和G-四链体等结构,通过氢键、范德华力、碱基堆积力、静电作用和疏水相互作用等与靶标形成一个稳定的复合物结构。
随着技术进步,SELEX技术也不断得到革新和发展。
核酸适体技术研究发展现状
核酸适体技术是一种基于核酸分子的高度特异性识别和结合其他分子的技术。
它的研究发展现状可以从多个方面来进行分析。
首先,我们可以从技术原理和方法的角度来看。
核酸适体技术主要包括SELEX技术(Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment)和方法的改进。
SELEX技术是通过不断筛选和进化,使得核酸适体与特定的靶分子结合,从而获得高度特异性的适体。
近年来,科研人员对SELEX技术进行了许多改进,如分子进化技术的应用、高通量筛选技术的发展等,使得核酸适体的筛选效率和特异性得到了显著提高。
其次,从应用领域来看,核酸适体技术在生物医药领域具有广泛的应用前景。
例如,核酸适体可以作为药物靶向输送系统的一部分,用于治疗癌症、病毒感染等疾病。
此外,核酸适体还可以用于生物传感器、分子识别和分子成像等领域,为生命科学研究提供了重要的工具和方法。
另外,从研究热点和趋势来看,近年来,随着生物技术和纳米技术的发展,人们对核酸适体技术的研究越来越深入。
例如,一些
学者致力于开发新型的核酸适体筛选平台,以提高筛选效率和特异性;还有一些研究者将核酸适体技术与纳米材料相结合,开发出具
有生物传感和药物释放功能的纳米材料复合物,为生物医药领域带
来新的突破。
总的来说,核酸适体技术在研究发展现状方面取得了许多进展,从技术原理和方法、应用领域以及研究热点和趋势等多个角度来看,都表明了这一技术的巨大潜力和广阔前景。
希望未来能有更多的科
研成果和应用突破,推动核酸适体技术的进一步发展和应用。
药物靶向治疗的研究与应用药物靶向治疗是一种基于分子靶点的新兴疗法,通过干预疾病的特定分子靶点,以达到精确、有效的治疗效果。
这种治疗方法具有创新性、个体化和可持续性的特点,被广泛应用于临床医学领域。
本文将探讨药物靶向治疗的研究进展、应用前景以及面临的挑战。
一、药物靶向治疗的研究进展药物靶向治疗的核心在于发现、验证和利用疾病相关的特定分子靶点。
分子靶点可以是特定的蛋白质、基因、细胞表面受体等。
科学家们通过研究疾病的发生机制,筛选和鉴定潜在的分子靶点,并设计相应的药物来靶向干预。
在过去的几十年中,药物靶向治疗取得了显著的研究进展。
以慢性髓性白血病为例,通过发现和抑制BCR-ABL融合基因产物,格列卫(Imatinib)等靶向药物已经成为一线治疗药物,大大提高了患者的生存率和生活质量。
同样地,HER2阳性乳腺癌的治疗中,曲妥珠单抗(Trastuzumab)的应用也取得了巨大成功。
二、药物靶向治疗的应用前景药物靶向治疗的出现为传统的治疗手段带来了革命性的突破。
与传统治疗相比,药物靶向治疗具有更高的效果和更低的毒副作用。
它的个体化特点使得患者能够得到更加精确的治疗,避免了过度治疗和不必要的药物使用。
随着分子生物学和遗传学的深入研究,我们对于疾病发生机制和分子靶点的了解也越来越深入。
这为药物靶向治疗的进一步应用提供了更多的可能性。
研究人员正在积极探索针对肿瘤突变、免疫调节和疾病关键信号通路的新型靶向药物。
三、药物靶向治疗面临的挑战虽然药物靶向治疗具有许多优势,但它仍然面临一些挑战。
首先,疾病的分子机制非常复杂,存在着许多未知的分子靶点。
这需要研究人员不断地深入研究,以寻找更多的靶向治疗机会。
其次,靶向药物的研发与临床应用需要耗费大量的时间和资源。
尽管技术的进步有助于加速研究进程,但仍然需要更多的投入和合作来推进药物的开发和应用。
此外,药物靶向治疗的个体化特征对于临床医生的知识和技能提出了更高的要求。
医生需要深入了解患者的基因型和表型,以确定最佳的靶向治疗方案。
核酸适体aptamer:一种具有潜力的肿瘤药物“靶向配基”核酸适体(aptamer)可描述为化学抗体,是用配体指数富集法系统进化(SELEX)技术筛选获得的单链DNA或RNA,借其自身形成的空间结构与靶标分子特异性识别,具有靶分子广、亲和力高、特异性强、易改造修饰等特点。
本文简述核酸适体作为肿瘤药物“靶向配基”的应用研究。
标签:核酸适体;靶向配基;肿瘤药物肿瘤的靶向疗法是利用特异性“靶向配基”的介导,将药物或其他杀伤肿瘤的物质选择性地运送到肿瘤部位、选择性地杀伤肿瘤细胞以提高治疗效果的一种治疗方法。
近年来国内外核酸适体(aptamer)介导的主动靶向给药研究成为热点。
核酸适体(aptamer)是经过一种新的体外筛选技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX),从随机单链寡聚核苷酸文库中得到的能特异结合蛋白或其他小分子物质的单链寡聚核苷酸,可以是RNA,也可以是DNA,长度一般为25~60个核苷酸[1]。
SELEX技术自Tuerk等[2]1990年发明以来,在临床诊断、靶向药物研制方面得以广泛应用。
首个核酸适配体药物”Macugen”[3]由美国FDA在2005年批准上市,成为核酸适配体领域的一个里程碑。
美国Achemix、SomaLogic,德国Noxxon AG等多个公司正在开发核酸适配体药物和诊断试剂。
肿瘤细胞靶向给药是提高肿瘤治疗效果减少毒副作用的有效途径。
将药物偶联于肿瘤细胞特异性配体上是靶向给药的主要方法。
核酸能特异性结合细胞并且随之内化,是理想的靶向细胞输送剂。
核酸适体“靶向配基”介导或修饰的药物及药物纳米制剂,为主动靶向肿瘤细胞给药系统构建开拓了新方向。
本文简要综述适体作为肿瘤药物“靶向配基”的应用研究。
1 核酸适体作为肿瘤药物“靶向配基”的优势具有高特异性与亲和性“靶向配基”的筛选,是制约主动靶向给药系统研究的瓶颈[4-5]。
靶向治疗药物的研究进展和前景分析近年来,随着医学技术的飞速发展,新型的靶向治疗药物越来越受到了人们的关注。
各种严重疾病,如恶性肿瘤、糖尿病等,都可以通过靶向治疗药物来得到有效的治疗。
在本文中,我们将对靶向治疗药物的研究进展和前景进行分析。
一、靶向治疗药物的概念及分类靶向治疗药物是指以特定的分子靶标为目标,通过药物的结构和作用机制来干扰这些分子靶标的功能和信号转导通路,从而达到治疗疾病的目的。
根据其作用机制和靶标类型,靶向治疗药物可以分为多种类型,如酪氨酸激酶抑制剂、PD-1抑制剂、细胞增殖抗原抑制剂等。
二、靶向治疗药物的研究进展随着科技的飞速发展,靶向治疗药物的研究进展也越来越迅速。
许多研究机构和公司在进行大量的研究和开发,以寻找更有效的靶向治疗药物,下面我们简要介绍几种最近的研究进展。
(一) CAR-T细胞治疗CAR-T细胞治疗是指将人体内采集的免疫细胞修饰成具有特定的受体,使其能够识别肿瘤细胞表面的抗原,并对其进行攻击和消灭的治疗方式。
这种治疗方式已被证明在治疗多种恶性肿瘤中都具有很好的疗效。
(二) PD-1抑制剂PD-1抑制剂是一类治疗肿瘤的靶向治疗药物,它可以通过抑制肿瘤细胞表面的PD-1受体与其配体PD-L1的结合来激活免疫系统并增强对肿瘤的攻击力。
(三)化学修饰药物化学修饰药物是一类通过改变蛋白质结构和生物活性来实现治疗的药物,它包括蛋白质-蛋白质相互作用抑制剂、蛋白质-核酸相互作用抑制剂等。
三、靶向治疗药物的优点相对于传统的非靶向化疗药物,靶向治疗药物具有以下明显的优点:(一)治疗效果更好通过对肿瘤细胞的特异性干扰,靶向治疗药物可以更好地把握疾病发展机理,从而有更好的治疗效果。
(二)副作用更小由于针对靶标的特异性,靶向治疗药物对正常细胞的影响相对较小,因此副作用也更小。
(三)个体化治疗靶向治疗药物可以根据不同个体病情的不同,进行精准的治疗,从而使治疗效果更加显著。
四、靶向治疗药物的局限性虽然靶向治疗药物具有诸多的优点,但是它们也存在一些局限性和不足之处。
中国医药生物技术 2010年8月第5卷第4期Chin Med Biotechnol, August 2010, V ol. 5, No. 4 297 DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2010.04.013 ·综述·以适体作为药物“靶向载体”的研究进展杨传旭,葛志强药物的靶向给药已成为近年来药物输送系统领域研究的热点。
药物的靶向可分为被动靶向和主动靶向,被动靶向是指依靠药物自身的设计或所制备的药物载体的粒径、形状等因素减少与非靶细胞、组织及器官的非特异性相互作用来增加靶部位/非靶部位的药物水平比率。
而主动靶向是指利用抗原-抗体结合或配体-配基结合等生物特异性相互作用来实现药物的靶向传递,目前可作为主动靶向的配体或“靶向载体”的主要是抗体、多肽、叶酸、多糖。
而近几年国外以核酸适体(aptamer)(包括 DNA 或 RNA)作药物主动靶向给药载体的研究日益受到研究人员的关注,已成为主动靶向给药系统研究领域的新课题。
核酸适体是一段寡聚的单链 DNA 或 RNA,一般由20 ~ 80 个碱基构成,分子量介于 6 ~ 25 kD,能折叠成特殊的三维结构,特异性地识别并结合蛋白质、糖类、核苷酸等分子[1]。
大量研究结果表明,通过设计核酸适体与药物的结合体,能够实现药物或药物载体的靶向传递,提高药物疗效并减轻不良反应,为主动靶向给药系统的开发提供了新的方向。
本文就以适体作为药物靶向载体的研究进展做一简要综述。
1 核酸适体作为“靶向载体”的优势选择一种具有高特异性与亲和性的“靶向载体”一直是制约主动靶向给药系统研究的瓶颈。
虽然抗体、多肽和叶酸等分子已有作为药物靶向载体研究成功的报道,但这些化合物应用均存在着目前难以克服的缺陷。
例如,单克隆抗体由于潜在的免疫原性(immunogenicity)和制备的困难大大限制了其临床的应用和产业化的进程[2];叶酸等虽然易于制备,但要求病变组织细胞具有足够多的叶酸受体,而且由于正常组织细胞也存在叶酸受体,导致其靶向作用并不理想[3-4],而核酸适体却具有以下优点:⑴核酸适体与靶细胞结合的特异性和单克隆受体相似,甚至更高。
核酸适体技术在生物医药中的应用随着科技的日新月异,生物医学领域的创新不断涌现。
其中,应用广泛的核酸适体技术被认为是未来生物医学领域的重要发展方向之一。
本文将介绍这一技术的原理、应用及未来趋势,以期引人入胜,让更多人了解和关注生物医学领域的前沿技术。
一、核酸适体技术的原理核酸适体技术是一种新型生物分子识别工具,它利用核酸序列与生物分子(如蛋白质、细胞、病毒等)之间的物理化学作用,实现对特定生物分子的高度选择性识别和结合。
其本质是一种人工合成的核酸分子,其三维结构呈环形或类似酶的结构,可以通过选择性缩合而与目标分子紧密结合。
与传统药物不同,核酸适体技术适用于识别几乎所有生物分子,可用于抗体等传统识别工具无法识别的生物标志物。
核酸适体技术的独特性在于其核酸序列具有高度可控的特性,这种可控性可以通过人工合成的方法将其定制为具有高度特异性的适体。
与传统的费用高、耗时、技术门槛高的抗体制备相比,核酸适体技术具有制备简单、成本低、可重复使用、稳定性好等优势。
因此,核酸适体技术被广泛应用于生物医学领域。
二、核酸适体技术在生物医药中的应用1.生物分子识别和监测核酸适体技术可用于检测生物标志物,如肿瘤标志物、病毒标志物等。
它可以与目标分子高度结合形成稳定的配体/受体复合物,从而用于生物分子检测和监测。
利用核酸适体技术可以快速检测肿瘤标志物和HIV等病毒。
这为临床早期诊断和治疗提供了有效的手段。
2.药物递送系统利用核酸适体技术可以制备药物递送系统,该系统可以通过对配体/受体分子亲和性的特异性选择性,实现药物靶向输送的目的。
核酸适体可以通过特异性结合,并激活或直接递送药物到病灶部位,从而提高药物的疗效。
3.基因调控核酸适体技术也可用于基因调控,如小干扰RNA甲基化抑制和基因启动子上的DNA甲基化。
通过特异性结合到特定基因的启动子区域,核酸适体可以调节基因表达,从而实现对特定疾病的治疗。
三、核酸适体技术的未来发展趋势随着生物技术的不断发展,核酸适体技术的应用前景也将更加广阔。
中国医药生物技术 2010年8月第5卷第4期Chin Med Biotechnol, August 2010, V ol. 5, No. 4 297 DOI:10.3969/cmba.j.issn.1673-713X.2010.04.013 ·综述·以适体作为药物“靶向载体”的研究进展杨传旭,葛志强药物的靶向给药已成为近年来药物输送系统领域研究的热点。
药物的靶向可分为被动靶向和主动靶向,被动靶向是指依靠药物自身的设计或所制备的药物载体的粒径、形状等因素减少与非靶细胞、组织及器官的非特异性相互作用来增加靶部位/非靶部位的药物水平比率。
而主动靶向是指利用抗原-抗体结合或配体-配基结合等生物特异性相互作用来实现药物的靶向传递,目前可作为主动靶向的配体或“靶向载体”的主要是抗体、多肽、叶酸、多糖。
而近几年国外以核酸适体(aptamer)(包括 DNA 或 RNA)作药物主动靶向给药载体的研究日益受到研究人员的关注,已成为主动靶向给药系统研究领域的新课题。
核酸适体是一段寡聚的单链 DNA 或 RNA,一般由20 ~ 80 个碱基构成,分子量介于 6 ~ 25 kD,能折叠成特殊的三维结构,特异性地识别并结合蛋白质、糖类、核苷酸等分子[1]。
大量研究结果表明,通过设计核酸适体与药物的结合体,能够实现药物或药物载体的靶向传递,提高药物疗效并减轻不良反应,为主动靶向给药系统的开发提供了新的方向。
本文就以适体作为药物靶向载体的研究进展做一简要综述。
1 核酸适体作为“靶向载体”的优势选择一种具有高特异性与亲和性的“靶向载体”一直是制约主动靶向给药系统研究的瓶颈。
虽然抗体、多肽和叶酸等分子已有作为药物靶向载体研究成功的报道,但这些化合物应用均存在着目前难以克服的缺陷。
例如,单克隆抗体由于潜在的免疫原性(immunogenicity)和制备的困难大大限制了其临床的应用和产业化的进程[2];叶酸等虽然易于制备,但要求病变组织细胞具有足够多的叶酸受体,而且由于正常组织细胞也存在叶酸受体,导致其靶向作用并不理想[3-4],而核酸适体却具有以下优点:⑴核酸适体与靶细胞结合的特异性和单克隆受体相似,甚至更高。
核酸适体识别并结合靶点的机制在于其折叠为特定三维结构,暴露出活性位点与受体发生特异性作用。
特别是通过近期发展起来的全细胞配体系统进化的指数富集(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)筛选技术[5]、细胞表面靶点 SELEX 技术[6]和单株SELEX 筛选技术[7]得到的适体对受体具有高度的特异结合能力。
⑵核酸适体没有明显的免疫原性[8]。
适体介导的靶向药物注入人体内不会引发免疫反应,因此,在医药应用领域比单克隆抗体更加安全可靠。
⑶核酸适体分子体积较小,比单克隆抗体更易穿透组织和器官。
同时,当核酸适体连接到药物载体表面时,系统的体积不会有很大地增加,使药物载体体积更容易控制。
⑷核酸适体容易进行各种化学修饰扩展其应用范围,例如通过放射性标记、荧光素、生物素的修饰用于监测和识别肿瘤细胞[9]。
⑸核酸适体的制备方便,且比单克隆抗体有更高的稳定性,可以在许多缓冲溶液中保存,所以在生产、储存和运输当中有很大的优势[10]。
⑹核酸适体结构的多样性导致其具有广泛的受体范围,从小分子到蛋白质,甚至到细胞[11-13]。
正由于其受体广泛的特性,适体可以作为多种疾病的寻靶“引导子”。
2 核酸适体在靶向制剂中的应用2.1 适体-药物结合体药物的靶向性和活性的保持,是靶向药物成功设计和制备必须考虑的因素。
现行的设计方案多是将药物与配体通过共价键或非共价键相连接成为复合体。
为使两者能连接,通常要先对药物或配体进行适当的化学修饰,而修饰的结果往往会影响药物的安全性和有效性。
所以,理想的方法是提出一种可以不需要对两者进行化学修饰的制备策略。
适体是单链的 DNA 或者 RNA,可以特异地并高亲和性地与小分子、肽段、蛋白质、寡聚核苷酸相结合,因此可不经过化学修饰与药物分子稳定结合,在保持药物活性的同时对受体蛋白具有特定靶向作用。
Bagalkot 等[13]将多柔比星扁平的芳香环与核酸适体 A10 三维构象中的短链结构通过非共价作用连接,成功制备了适体-多柔比星结合物,此结合物的解离常数K d = 600 nM,具有很高的稳定性。
该试验采用的适体 A10 能特异性靶向结合前列腺癌变细胞表面抗原(PSMA)。
荧光光谱法测试表明,该适体-多柔比星结合物对 LNCaP(PSMA+)细胞具有高度的特异靶向作用。
同样,核酸适体也可在蛋白药物的靶向输送上起到较好的作用。
如分子量为 2.8 × 104 的细胞毒蛋白 gelonin 可通过破坏 rRNA 的糖苷键阻断蛋白质的合成,从而有效杀死肿瘤细胞。
但 gelonin 本身缺少介导其转移的肽区,所以不能有效进入细胞中,因此阻碍了其应用开发。
Chu 等[14]将gelonin 与 anti-PSMA 适体连接,发现其对 PSMA 阳性的LNCaP 细胞的毒性比 PSMA 阴性的 PC3 细胞大 600 多倍,且适体-gelonin 结合体的细胞毒性是单用 gelonin 的作者单位:300072 天津大学化工学院制药工程系系统生物工程教育部重点实验室通讯作者:葛志强,Email:gezhiq@收稿日期:2010-04-14298 中国医药生物技术 2010年8月第5卷第4期Chin Med Biotechnol, August 2010, V ol. 5, No. 4180 倍。
此外,核酸适体还可以与酶类直接结合构成结合体,促进靶细胞对酶的特异性内吞作用。
如 Chen 等[15]经过筛选得到的 RNA 适体 FB4 和 DNA 适体 GS24 可特异地结合大鼠成纤维细胞转铁蛋白的细胞外区域,将这两种核酸适体分别与α-L-艾杜糖醛酸酶连接构成结合体,可有效地将α-L-艾杜糖醛酸酶运送到缺乏该酶的细胞溶酶体内,为酶的替代治疗提供有效方法。
2.2 适体-脂质体结合体以前对于脂质体的研究集中于长循环脂质体,通过细胞的高渗透和高保留效应(EPR effect)进行被动靶向作用,然而这种依据 EPR 的靶向性仍然存在不良反应大和选择性不高的现象。
为了克服被动靶向的低选择性,以适体靶向引导脂质体的药物运输系统的主动靶向成为当前研究的热点。
Cao 等[16]成功制备了以顺铂为治疗药物的核酸适体-脂质纳米囊的靶向制剂。
他们选择对核仁蛋白(在乳腺癌细胞的质膜表面过量表达)具有较高特异亲和性的核仁蛋白(nucleolin,NCL)-适体作为顺铂脂质纳米囊的“靶向载体”。
用连接了 NCL-适体的顺铂脂质体处理后的乳腺癌 MCF-7 细胞存活率仅为 40.5%,而用未连接 NCL-适体的顺铂脂质体处理,存活率高达 88.9%。
可见,该 NCL-适体大大地提高了药物的化疗效果。
同时,通过比较 MCF-7 细胞与 LNCaP 细胞(细胞膜无核仁蛋白表达)对连接了 NCL-适体的顺铂脂质体的内吞作用,表明该适体对 MCF-7 细胞具有很好的选择性,这样可以大大减少顺铂脂质体的毒副作用。
Kang 等[17]筛选得到了对白血病 CEM-CCRF 细胞具有高度亲和性的 sgc8 适体,以该适体作为“靶向载体”与包裹了荧光素-右旋糖酐(FITC-Dextran,FD)的脂质体相连构成靶向脂质体,将其与具有 sgc8 受体的 CEM-CCRF 细胞和无 sgc8 受体的急性早幼粒细胞白血病 NB4 细胞共同培养,结果表明该靶向脂质体对白血病 CEM-CCRF 细胞具有高度选择性。
这些结果为具有良好载药量、安全性和靶向性的脂质体开发奠定了实验基础。
2.3 适体-纳米粒结合体纳米粒具有良好的稳定性、可控释性和易于工业生产等特点,如能兼具主动靶向性能则更适合作为药物传递系统载体。
Farokhzad 等[18]以核酸适体 A10 作为“靶向载体”,通过 PEG 与包裹有模型药物右旋糖酐的纳米粒相连构成适体-PEG-纳米粒复合物,由于适体 A10 的存在,使得前列腺癌 LNCaP 细胞(PSMA+)对该结合体的吸纳能力比没有适体的 PEG-纳米粒复合物提高了 77 倍。
此后该作者进一步进行了体内试验[19],以接种了前列腺癌 LNCaP 细胞(PSMA+)的裸鼠为动物模型,以包裹了多西紫杉醇的纳米粒为药物载体与核酸适体 A10 通过 PEG 连接构成结合体,一次瘤体内注射 40 mg/kg,观察 109 d 后发现注射该结合体的肿瘤体积的增长被强烈抑制,只是注射了含药脂质体肿瘤体积的三分之一。
同时发现核酸适体组与单纯载药脂质体组的裸鼠的体重下降存在明显差异,前者下降了7.7%,而后者下降了 18%。
此外,前者 109 d 的存活率是100%,而后者只有 57%。
这些数据说明核酸适体-纳米粒结合体具有较高的药物疗效和安全性。
2.4 适体-siRNA 结合体siRNA 即小分子干扰 RNA(small-interference RNA,siRNA),可使某些与疾病发生有关的特定基因沉默或表达水平降低,从而阻断某种特定蛋白质的表达,有效治疗疾病。
目前 siRNA 类作为药物的研究已在多种疾病治疗领域取得了较好进展[20]。
然而,siRNA 治疗技术也存在着一些需要解决的问题,怎样有选择性地将外源性小分子 RNA 输送到病变细胞仍然是影响该技术进一步应用到临床治疗上的主要障碍[21-22]。
靶向性传递 siRNA 不仅可提高生物利用度,减少使用量,更重要的是可避免对正常细胞产生毒副作用。
目前已有报道将核酸适体作为“靶向载体”介导 siRNA 的输送。
核酸适体与 siRNA 结合的构型设计常见的有两种:一种是将链霉亲和素-生物素复合物作为连接核酸适体和 siRNA 的“桥”(图 1A)[23],这种结构能够有效地、特异性地进行siRNA 的输送,即克服了脂质体输送 siRNA 的非特异性,又避免了以肽为输送载体的工艺复杂性。
第二种结构更为简单(图 1B)[24],核酸适体与 siRNA 直接构成的结合体作为传递的系统。
当这种结合体进入靶细胞后,在 dsRNA 酶Dicer 的作用下将 siRNA 从结合体上切下。
McNamara 等[25]将核酸适体 A10 与 siRNA 制成结合体,干扰前列腺肿瘤LNCaP(PSMA+)细胞生存所需基因的表达,在体外实验中可以观察到肿瘤细胞的生长受到明显抑制。
Zhou 等[26]筛选出 HIV 的 gp120 包膜蛋白的特异性核酸适体,并制备了与相关siRNA 的结合体,成功地抑制 HIV 病毒的复制和传染能力。