Advanced Functional Materials | 透明质酸涂层 DNA 纳米花作为胰腺癌深部肿瘤穿透和基因治疗的智能纳米载体

胰腺肿瘤密集的基质屏障显著阻碍治疗药物的递送，给胰腺癌的有效基因治疗带来了重大挑战。本文介绍了一种策略，利用胰腺肿瘤细胞外基质成分透明质酸（HA）将双酶响应的 DNA 纳米花包裹成智能纳米载体，能够响应多种肿瘤相关内源性核酸酶，旨在将 Cas9/sgRNA 核糖核蛋白（RNPs）和反义寡核苷酸（ASOs）共递送至深胰腺肿瘤。 实现胰腺癌高效的协同基因治疗。这些 DNA 纳米花由超长单股 DNA 组装而成，具有多个 sgRNA 识别序列，能够高效加载和传递 Cas9/sgRNA 的 RNP 和 ASOs。HA 涂层显著增强 DNA 纳米花在胰腺肿瘤中的穿透力约 5 倍，并在癌细胞中增加约 15.8 倍。在胰腺癌细胞中，过度表达的核糖核酸酶 H 和皮瓣结构特异性内切酶 1 分别触发 Cas9/sgRNA 的 RNP 和 ASOs 的释放，从而促进精确且有效的基因编辑和沉默。在体内进行的胰腺癌小鼠模型研究显示，其显著的治疗效果显著，肿瘤抑制率约为 91.9%，凸显了高层细胞蛋白 DNA 纳米花作为胰腺癌治疗策略的潜力。

该研究以题为“Hyaluronic Acid‐Coated DNA Nanoflowers as Smart Nanocarriers for Deep Tumor Penetration and Enhanced Gene Therapy in Pancreatic Cancer”发表在Advanced Functional Materials上。

图1

用于胰腺癌协同基因治疗的DFAC@HA示意图。（a）DFAC@HA的分子设计与构建。（b）DFAC@HA的肿瘤穿透与细胞摄取，以及通过响应RNase H和FEN1在细胞内释放Cas9/sgRNA核糖核蛋白复合物（RNPs）和反义寡脱氧核苷酸（ASOs），用于胰腺癌的协同基因治疗

总结

胰腺癌的致密基质一直让药物很难渗透进去，这也是基因治疗面临的主要瓶颈。这项研究巧用肿瘤自身高表达的透明质酸来包裹DNA纳米花。这种纳米花通过滚环扩增技术合成，内部同时装载了Cas9/sgRNA核糖核蛋白和反义寡核苷酸，分别负责基因编辑和基因沉默。实验发现，透明质酸外壳不仅提升了纳米花在血液中的稳定性，还能借助CD44受体实现主动靶向。更重要的是，它凭借与肿瘤基质中透明质酸的同源亲和力，将穿透深度提升了约5倍，细胞摄取增加了15.8倍。

进入癌细胞后，过表达的核糖核酸酶H和FEN1会分别触发Cas9/sgRNA和反义寡核苷酸的精准释放，协同下调PLK1基因。细胞实验显示，联合治疗后PLK1 mRNA降至0.92%，细胞凋亡率达88.2%。在胰腺癌小鼠模型中，肿瘤抑制率高达91.9%，并且没有观察到明显的毒副作用。这项研究展示了一种利用肿瘤自身基质成分来克服递送屏障的策略，为基因治疗的临床转化提供了一个有潜力的平台。

参考文献：

DOI: 10.1002/adfm.202531547