图1. 将树状DNA结构组装成纳米胶并在体内实现靶向肿瘤和高效传递药物的示意图。

DNA水凝胶具有独特的核酸框架，其序列可编程性、生物相容性和生物安全性，使其具有功能独特性和较高的载荷能力。目前，由于缺乏简便的合成DNA纳米胶的方法，具有多模式功能的DNA纳米凝胶仍然比较有限。基于此，浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJUI）研究员、副教授邵昉伟团队在生物材料著名期刊Acta Biomaterialia（影响因子9.7，中科院1区）发表成果，开发了一种将DNA树状聚合物一步组装成数百纳米大小的纳米凝胶（DNG）的方法。

在物理剪切力和生物酶降解的作用下，DNG表现出强大的稳定性，这使得DNG便于纯化、浓缩，并进行可持续的药物释放。DNG在粉末状态和水溶液中的长期稳定性使其易于运输、处理和储存。通过在树状DNA的不同分支上编码双重功能，DNG可以同时装载化疗药物和适配体。在乳腺癌体外和异体移植瘤小鼠模型中的实验证明，DNG显著增强了抗癌药物的治疗功效，同时实现了对体细胞细胞毒性的最小化。因此，凭借其简便的组装方法、易储存、双功能编码以及固有的生物相容性，DNG可以在纳米尺度上实现多模式负载治疗剂，在抗癌治疗的协同传递中展现出巨大的前景。

图2. 双功能DNA纳米胶的组装及其体内外靶向和治疗效果。（a）利用两种适配体（A1, A2）修饰到树状DNA并装载化疗药物（DOX）的过程示意图，（b） AFM下DNG干粉的形貌，（c-d）DNG体外能够区分正常细胞和癌细胞，装载上适配体后，不同的癌细胞对其有不同的摄入能力，从而使DNG实现靶向的功能，（e-h）DNG装载适配体后在小鼠体内的分布，其能够在小鼠肿瘤部位滞留更长时间，（i-k）DNG装载适配体和化疗药物DOX（D-A1@DNG）后的治疗效果。

 作者简介：

本文作者朱海双博士为ZJUI博士后研究员（目前已出站），作者吴镜媛博士是新加坡南洋理工大学博士生（目前已毕业），通讯作者为ZJUI研究员、副教授邵昉伟。邵昉伟副教授在美国加州理工学院化学与化工学院院长Jacquelien K. Barton教授的指导下完成了博士学位，在美国哈佛大学医学院和马塞诸萨州总医院进行了博士后的研究。2010年，加入新加坡南洋理工大学化学与生物化学系，获得南洋助理教授计划的支持，建立独立课题研究组，开展科研与教学并重的学术研究工作。2019年，加入浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院，任研究员、副教授。研究方向：核酸化学；生物无机化学；化学生物学；生物纳米材料. 代表性通讯作者论文发表于J. Am. Chem. Soc, Angew Chemie Intl Ed, Nucleic Acids Res等权威性国际期刊。

论文信息：

Haishuang Zhu#, Jingyuan Wu#, Jing Zhao, Le Yu, Bella Rosa Liyarita, Xiayan Xu, Ying Xiao, Xiao Hu, Shiqun Shao, Jian Liu, Xing Wang, Fangwei Shao*. Dual-functional DNA nanogels for anticancer drug delivery. Acta Biomaterialia, 2023.

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2023.12.013.

这项工作得到了浙江大学科研启动基金、国家自然科学基金（NO.21975217）以及浙江大学和伊利诺伊大学香槟分校科研合作中心（DREMES）对邵昉伟团队的资助以及浙江大学“潮涌计划”(NO. 130000-171207723/015)对朱海双博士的支持。