研究团队用磁性微马达在体内实现动态扭矩驱动的 DNA 操控
研究团队提出一种体内动态扭矩驱动的 DNA 操控策略,将棒状磁性微马达与旋转磁场耦合,在 20 mT 低场强下实现分钟级时间分辨率和厘米级空间精度的 DNA 结构重构。
推荐理由:该研究在动物肿瘤内实现磁场驱动的 DNA 结构重构,为核酸纳米结构的体内时空操控提供了一条可评估的技术路径。
研究团队提出一种体内动态扭矩驱动的 DNA 操控策略,将棒状磁性微马达与旋转磁场耦合,在 20 mT 低场强下实现分钟级时间分辨率和厘米级空间精度的 DNA 结构重构。
推荐理由:该研究在动物肿瘤内实现磁场驱动的 DNA 结构重构,为核酸纳米结构的体内时空操控提供了一条可评估的技术路径。
研究团队在未经同行评议的预印本中报告全化学修饰 RNA 纳米结构(FMRNs)平台,经全身给药后在小鼠体内表现出改善的药代动力学和肝外蓄积,并借助三角形与方形几何结构实现单一体对最多四个基因的持续同时沉默。作者称其体内行为更多受流体力学尺寸而非分子量影响,组装本身即可驱动对心脏和肌肉的递送;脑脊液给药显示较大 FMRNs 改善中枢神经系统分布与滞留。结果目前限于动物阶段,材料未提供人体数据。
推荐理由:该预印本报告全化学修饰 RNA 纳米结构在动物中实现肝外多基因沉默,其尺寸依赖的分布规律可供递送设计参考。
研究团队构建了共载靶向Gpx4的CRISPR-Cas9质粒与单原子铁纳米催化剂、并用同源癌细胞膜仿生修饰的纳米治疗体系,在LAR-TNBC原位模型中报告约98%肿瘤消退并延长生存。机制分析显示Gpx4在靶敲除与FeSA催化铁死亡级联产生协同,转录组分析提示DNA损伤应答和p53信号通路激活参与癌细胞铁死亡。结果目前限于动物模型阶段,材料未提供人体临床数据。
研究团队将两种靶向癌细胞的适配体通过Y形骨架刚性化三维DNA四面体(RDT)安装到NK-92MI细胞表面,改造后的d-RDT-NK细胞在体外显示增强的肿瘤靶向能力。在HeLa荷瘤BALB/c裸鼠模型中全身给药后,工程化细胞在肿瘤组织聚集,表现出增强的抑瘤活性且未检测到全身毒性。该工作目前限于细胞与动物阶段,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究展示DNA四面体刚性骨架在NK细胞表面有序排布适配体的设计思路,为免疫细胞靶向改造提供临床前阶段的递送参考。
研究团队报告膜锚定 DNA 纳米机器 PRIME,通过双四面体 DNA 支架将可编程识别发夹与 RNase H 定位在细胞表面,在肺癌、乳腺癌和宫颈癌细胞模型中降解匹配的胞外 miRNA 达 70.6%–89.4%。
推荐理由:该研究在细胞与小鼠模型中验证膜锚定 DNA 纳米机器降解胞外 miRNA,为小核酸递送与联合化疗提供临床前证据。
研究团队构建了三苯基膦(TPP)功能化的四面体 DNA 纳米结构 TDN-TPP@NAD+,用于向肾缺血再灌注损伤递送 NAD+。在缺氧损伤的 HK-2 细胞中,该结构促进 NAD+ 胞内递送并减轻线粒体损伤,伴随 SIRT1-PGC1α-mtTFA 信号恢复;动物实验中系统给药后维持肾脏滞留,减少肾小管病理损伤并改善肾脏生化指标。结果目前限于细胞与动物阶段。
研究团队构建了基于框架核酸四面体(tFNA)纳米载体的微凝胶平台 MMS@TRP,用于椎间盘退变治疗。该平台将包裹 miR-21 抑制剂并偶联周细胞靶向肽的 tFNA 纳米载体负载于单宁酸金属酚网络功能化的 GelMA 微球,实现 pH 敏感释放并保护核酸免受核酸酶降解。研究提出该体系通过抑制周细胞活化与纤维化、同时保护髓核细胞发挥作用,材料未提供人体研究数据。
推荐理由:该研究将 tFNA 纳米载体嵌入微凝胶实现 pH 敏感释放,为椎间盘退变的抗纤维化递送设计提供思路。
研究团队开发了一种DNA四面体限域的G4纳米镊双模式ECL/SERS生物传感器,结合CRISPR-Cas12a调控的血红素切换实现狂犬病毒RNA检测。该传感器在1 aM至50 fM范围内实现定量,估算检测限为0.0675 aM,10 fM下比值信号相对标准偏差为2.49%(连续十次读数)和2.87%(六支独立电极)。
研究团队构建双四面体 DNA 纳米结构生物传感器(DTDN),将靶标触发的链置换反应与催化反馈放大电路结合,在未处理血清中检测 miR-34a-5p 的检出限为 500 fM,并可区分单碱基错配家族成员。
推荐理由:该研究在血清与细胞层面验证双四面体 DNA 生物传感器的检测性能,为 miRNA 液体活检的临床转化提供方法学参考。
研究团队开发了工程化变构生物传感器 UUU-DZ-tFNA,用于尿嘧啶-DNA 糖基化酶(UDG)的原位检测,检出限为 0.025 mU/mL。
推荐理由:该研究将 tFNA 改造为 UDG 原位检测的变构生物传感器,其细胞、动物与患者血浆外泌体数据提示可用于神经母细胞瘤风险分层与耐药监测。
研究团队在优化框架核酸四面体(tFNA)上共组装肿瘤靶向适配体、铂纳米颗粒(Pt-NPs)与亚甲蓝(MB),构建自驱动 DNA 纳米机器人用于乏氧肿瘤治疗。Pt-NPs 催化肿瘤微环境过表达的过氧化氢产生氧气气泡,驱动组织渗透深度超过 300 µm 并缓解局部乏氧,从而增强光动力治疗。动物研究中该纳米机器人实现 85% 肿瘤消退,结果目前限于动物阶段。
推荐理由:该研究在动物阶段展示 tFNA 纳米机器人通过产氧自驱动改善深层递送与光动力疗效,可供判断核酸纳米结构的递送设计思路。
研究团队开发了基于四面体 DNA 纳米结构的多价溶酶体靶向抗体平台 TDN-MLYTAB,通过更换一抗即可在不同细胞模型中降解多种细胞表面蛋白。在 100 nM、24 h 条件下,该平台报告约 71% 的降解效率,并称相较传统柔性单价系统内化效率更高。上述结果目前限于细胞模型,材料未提供动物或人体数据。
推荐理由:该研究在细胞模型中展示框架核酸四面体多价平台的可编程蛋白降解,为模块化递送设计提供参考,证据仍限于细胞阶段。
研究团队将 Mn2+ 特异性 DNAzyme(Mn5V)集成到四面体 DNA 纳米结构(TDN)中,构建荧光纳米探针 DS-TDN,在活 RKO 细胞中实现 Mn2+ 的共聚焦成像。该探针检测限为 0.26 nM,线性范围 1 nM 至 0.08 mM,在复杂生物基质中回收率 96.0%–104.0%,并显示低细胞毒性。结果目前限于细胞层面,材料未提供动物或人体数据。
研究构建了一种基于DNA四面体的荧光检测策略,通过硫代磷酸酯(PS)修饰位点特异性识别次氯酸(HClO),检测范围为0.05-5 µM,检出限为31.5 nM。该方法在复杂样本回收测试中表现稳定准确,并成功应用于RAW 264.7细胞的HClO成像。
研究团队构建了半i-motif修饰的框架核酸四面体(tFNA)平台IT,共递送miR-125b-5p与抗HMGB1适配体(RHIT),并整合入GelMA/4-PEG-SS黏附水凝胶形成RHIT@GS系统。
推荐理由:该研究在糖尿病动物模型中验证了tFNA寡核苷酸水凝胶的递送与免疫调节作用,可供判断核酸纳米平台的转化路径。
研究团队报道了一种基于 tFNA 与四价 EGFR 刺激适配体的可喷涂多功能膜 STAR,在体外可促进角质形成细胞和成纤维细胞增殖与迁移,并在全层烫伤和皮肤移植两种动物模型中加速再上皮化、促进胶原有序沉积和炎症消退。该体系由单宁酸、丝素蛋白与 tFNA 组成,共喷后原位成膜,提供防水屏障和局部抗菌保护,并支持无缝合皮肤移植。结果目前限于体外与动物阶段,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究在两种动物模型中验证 tFNA 多价适配体激活 EGFR 的可喷涂成膜体系,为创面修复递送设计提供参考。
研究团队将 miR17 负载于框架核酸四面体(tFNAs)构建 TM17,并在 IL-1β 处理的大鼠颞下颌关节软骨细胞中观察到其被高效内化,促进增殖与迁移、抑制 ROS 与凋亡。
研究团队以框架核酸四面体(TFNA)为载体构建TFNA-SIN复合物递送青藤碱,在滑膜成纤维细胞中观察到抗炎作用并抑制细胞增殖。材料称该复合物通过阻断NF-κB和ERK信号通路抑制M1巨噬细胞表达、促进M2表达并减少炎症细胞浸润,目前证据限于细胞层面。
推荐理由:该研究以TFNA负载青藤碱构建递送体系,在细胞层面观察抗炎与通路变化,为改善小分子成药性提供思路。
研究团队在HeLa、MDA-MB-231和MCF-7细胞中以100 µM CoCl₂建立化学缺氧模型,发现Cy5标记DNA四面体(DNA Td)的细胞摄取显著降低(P<0.01),而转铁蛋白和霍乱毒素B摄取增加,提示货物选择性调控。
推荐理由:该预印本在细胞与斑马鱼幼体阶段揭示缺氧对DNA四面体摄取的抑制及DOTMA复合并恢复摄取,为递送系统的表面电荷设计提供机制线索。
研究团队将 miR-210-3p 装载入框架核酸四面体(tFNA)构建 tFNAs-miR-210-3p,并在细胞与大鼠股骨临界尺寸缺损模型中观察到修复改善。
推荐理由:该研究在细胞与大鼠股骨缺损模型中验证 tFNA 递送 miR-210-3p 的免疫调节机制,为核酸纳米结构骨修复转化提供动物阶段证据。
研究团队设计了一种刺激响应型DNA四面体溶酶体靶向嵌合体(tFNA-LYTAC):两个分别修饰三价HER2适配体和三价IGF2R适配体的四面体在VEGF刺激下自组装,促进HER2降解并抑制下游关键信号蛋白磷酸化。材料称三价适配体修饰增强了tFNA1-Apt与细胞的结合能力,且tFNA-LYTAC仅在VEGF存在时形成。该研究提出“靶标识别—刺激响应—内吞降解”模式,证据阶段为细胞层面。
推荐理由:该研究提出VEGF响应型tFNA-LYTAC设计,为膜蛋白降解提供可编程多价适配体纳米结构思路,证据仍限于细胞层面。
研究团队开发了级联功能的镜像 DNA 纳米结构 L-DNA 四面体(LDT),通过 ROS 敏感连接子偶联 C5a 中和适配体(LDT-LA),在缺血再灌注、顺铂和甘油诱导的急性肾损伤小鼠模型中显示有效治疗作用。与 D-核酸对应物相比,LDT-LA 表现出优先的肾脏摄取和更强的肾脏滞留,并具良好生物相容性。结果目前限于小鼠模型,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究在三种小鼠 AKI 模型中验证 L-DNA 四面体偶联 C5a 适配体的级联递送设计,为肾靶向核酸纳米平台的转化提供动物阶段依据。
研究团队构建了以框架核酸四面体(tFNA)共递送 nisin 与槲皮素(tFNQ)的纳米平台,针对从零售猪肉分离的 MRSA 菌株,在亚最低抑菌浓度(sub-MIC)下较游离组合显著提升抗菌活性。
推荐理由:该研究在体外展示 tFNA 共递送 nisin 与槲皮素对 MRSA 的增效及转录组机制,为递送平台设计提供参考。
一篇综述总结了框架核酸四面体(tFNA)在骨与软骨再生、血管生成、免疫调节、抗微生物治疗和骨肿瘤治疗等骨科方向的应用进展。文中指出,tFNA 可通过间接激活 Wnt/β-catenin 和 PI3K/AKT 通路促进多种间充质干细胞的成骨与成软骨分化,与抗生素、抗菌肽、水凝胶及植入物表面结合后,在对抗骨科感染和生物膜方面显示出潜力。
研究团队设计了一种以 DNA 折纸技术构建的四面体 DNA(TDN)纳米粒为核、装载 thonzonium bromide(THO)与 P-gp siRNA、外层包覆程序化设计杂合膜(AREP)的核壳仿生纳米粒 THO/AMT-si NP,用于三阴性乳腺癌免疫治疗。
推荐理由:该研究以 DNA 折纸四面体为核心构建仿生纳米粒,为三阴性乳腺癌免疫联合递送提供临床前设计思路。
研究团队将天然黄酮橙皮苷载入框架核酸四面体(tFNA),再以软骨细胞膜包覆,构建仿生纳米平台 CM@THC,用于骨关节炎的关节腔递送。在 IL-1β 刺激的软骨细胞中,CM@THC 恢复了氧化还原稳态与 PINK1/Parkin 相关线粒体自噬,减轻细胞衰老和细胞外基质失衡,并限制成纤维样滑膜细胞的促纤维化激活。材料称该设计改善了纳米复合物的稳定性、细胞摄取和关节腔内滞留,目前证据限于细胞层面。
推荐理由:该研究在细胞层面展示 tFNA 载药与软骨细胞膜仿生修饰的组合设计,为骨关节炎关节腔递送提供可参考的材料改造思路。
一篇叙述性综述评估 microRNAs(miRNAs)作为抗多重耐药 ESKAPE 病原体新型抗菌剂的潜力,其抗菌作用涉及免疫调节、宿主抗菌通路调控和直接跨物种沉默细菌 mRNA 并破坏生物膜三种机制。
研究团队将人参皂苷 Rg1 负载于 CREKA 心肌靶向肽修饰的四面体 DNA 纳米结构(Rg1@pTDN),在小鼠心肌缺血再灌注模型中观察到心脏蓄积增加、心功能与组织学改善。
推荐理由:该研究在动物与细胞层面验证了靶向肽修饰的四面体 DNA 纳米结构递送 Rg1 的心肌保护作用,可供判断核酸纳米载体提升天然化合物成药性的转化路径。
研究团队以模板限定的graft-through聚合结合graft-from聚合,构建出骨架单分散、侧链致密且高分子量的全DNA瓶刷聚合物。单分子原子力显微镜显示,致密高分子量侧链使骨架更刚硬,符合瓶刷聚合物特征。作者提出该材料平台可用于分子机器、可调光子学与核酸递送,目前为材料与单分子表征阶段。
研究团队构建 Cap-tFNA-siMMP13(Cats)递送系统,将软骨亲和肽修饰的框架核酸四面体(tFNA)用于递送 siMMP13,并在大鼠骨关节炎模型中经关节腔注射观察到软骨与软骨下骨形态完整性得到保留。体外部分报告了软骨细胞靶向、细胞摄取和关节内滞留时间延长的结果,并下调 MMP13、减轻炎症与氧化应激、抑制软骨细胞凋亡。结论目前限于细胞和动物阶段,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究将软骨亲和肽修饰的 tFNA 用于递送 siMMP13,在大鼠 OA 模型中观察到软骨与软骨下骨形态改善,为关节内递送设计提供动物阶段参考。
研究团队构建GelMA水凝胶微针贴片,共递送甲氨蝶呤(MTX)与DNA四面体(tFNA)负载的TNF-α siRNA,并在咪喹莫特(IMQ)诱导的银屑病小鼠模型中观察到PASI评分改善和表皮恢复正常化。联合治疗优于MTX或TNF-α siRNA单药,且微针降低了MTX用量,血清生化指标保持稳定。结果目前限于动物阶段,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究在IMQ诱导银屑病小鼠模型中验证GelMA微针共递送MTX与tFNA负载TNF-α siRNA,为经皮联合递送提供动物阶段证据。
研究团队构建了以 DNA 四面体(TDNs)为纳米支架的 TDNs-HC/Cas13a DNA 电路,在活细胞内实现对 miRNA-155 和 miRNA-21 的检测与成像,检出限分别为 32 pM 和 5 pM。
研究团队以框架核酸四面体(tFNA)为模块、经miR-129-5p“桥”连接构建蜂巢状核酸框架TR,并负载CeO₂纳米酶后包封于刺激响应性双网络水凝胶形成HTRC平台。机制上,CeO₂纳米酶用于恢复氧化还原稳态,miR-129-5p通过抑制MAPK和NF-κB通路促使细胞转向合成代谢表型。原文称该平台重建促再生微环境并缓解椎间盘源性疼痛,材料未提供人体临床数据。
推荐理由:该研究以tFNA为模块构建蜂巢状核酸框架并负载CeO₂纳米酶,为椎间盘退变的递送与微环境调控提供临床前设计思路。
研究团队设计了一种以DNA四面体为支架、结合柔性ssDNA-FRET元件的DNA生物传感器,可在接近生理条件下感知细胞内拥挤度。研究通过模拟、PEG实验和FRET表征验证了柔性软物质聚集程度与拥挤度的结构相关性,并借助渗透压诱导的拥挤度变化,对六种细胞系实现多变量统计区分。该传感器无需转染试剂即可递送,结果目前限于细胞层面。
综述指出,聚合物核酸载体的内体逃逸与货物释放由同一套静电和pH依赖相互作用耦合,构成根本性权衡:利于膜失稳的阳离子电荷同时增强对核酸的结合、抑制释放。pH响应、电荷转换及二硫键、硫缩酮、二硒键、酯酶响应等策略各有空间与时间匹配限制,常见过早释放、触发冗余和动力学错配。现有检测方法无法同时测量内体破坏与货物释放状态,蛋白冠、细胞类型依赖的内体酸化及PEG屏蔽等转化变量会改变体内平衡。
研究团队在 MPTP 诱导的斑马鱼幼体帕金森病模型中评估 DNA 四面体(TD)介导的左旋多巴递送,TD:左旋多巴偶联物减轻了震颤、游动异常和运动活性下降,并降低 ROS 与细胞凋亡,1:100 比例效果较突出。TH、DAT、SOX2、PARKIN 及 BCL2、caspase 等基因表达在模型与治疗后出现变化。结果限于斑马鱼幼体动物阶段,材料未提供哺乳动物或人体数据。
Rutherford 与 Wilds 发表综述,系统梳理四面体 DNA 纳米结构(TDN)的偶联化学进展,按三个转化层级组织内容。综述先讨论核苷酸骨架三组分的修饰如何赋予核酸酶抗性与结构稳定性,再汇总共价连接与非共价负载(嵌入、金属配位、沟槽结合)策略,最后介绍 TDN 与传统纳米技术或智能聚合物基质结合的杂化架构。作者提出该平台后续需整合 AI 计算模型并跨越关键生理屏障。
研究团队构建了6HB、3PS和四面体(TDN)三种DNA纳米组装体及其胆固醇、PEG20k修饰版本,在血清稳定性、细胞摄取、炎症反应和体内表现上做多维定量比较。
推荐理由:该研究量化了核酸纳米组装体结构与表面化学对血清稳定性、细胞摄取和炎症反应的影响,为递送系统设计提供可比较参数。
研究团队用DNA四面体(Td-miR.17.P4d_5p,粒径118-180 nm)递送miR-17-5p模拟物进入囊性纤维化支气管上皮细胞CFBE41o-和16HBE14o-,抑制铜绿假单胞菌条件培养基诱导的IL-8基因与蛋白表达。
推荐理由:该研究在囊性纤维化支气管上皮细胞中验证DNA四面体递送miR-17-5p模拟物的双抗炎与抗铜绿假单胞菌作用,为核酸四面体递送策略提供细胞阶段依据。
研究团队在论文中提出一套可编程四面体 DNA 纳米结构(TDN)平台方案,通过位点特异性编辑实现捕获配体的空间排布控制。适配体功能化 TDN 用于间充质干细胞捕获,结合亲和力提高 2.25 倍、捕获效率约 90%;肽功能化 TDN 水凝胶用于捕获内源性生长因子,捕获效率由传统方法的低于 40% 提升至接近 90%。
推荐理由:该方案给出四面体 DNA 纳米结构在细胞与蛋白捕获上的可编程设计路径及体外效率数据,可供判断后续体内转化证据需求。