生物技術大突破!陽明交大製造DNA奈米藥物膠囊,可望用於癌症檢測

2023-09-08

來自陽明交大生化暨分子生物研究所的廖韋晴助理教授研發團隊,利用DNA四種鹼基專一配對的性質,透過雜交鏈聚合反應,將DNA一層一層包覆在碳酸鈣上,組裝出球型的立體結構。移除碳酸鈣之後,形成中空可包裹藥物或訊號源(如螢光分子、螢光量子點)的球型DNA水凝膠膠囊。這個大小奈米等級的膠囊,可以嵌入特殊功能的DNA,讓膠囊具有類似機械開關的功能,偵測到特定分子或環境酸鹼值後才會打開,進行刺激響應 (stimuli-responsive)釋放出裡頭的藥物或訊號源。

為了測試DNA膠囊,研發團隊進一步在膠囊的橋接DNA上嵌入microRNA-141感測序列。當膠囊偵測到環境中存在的目標microRNA時,可誘發DNA序列置換,膠囊就會像鑰匙開鎖般進而釋放包裹在裡頭的訊號分子,得以測量環境中的microRNA表現量。甚至透過等溫鏈置換聚合/切口擴增反應(isothermal strand displacement polymerization/nicking amplification machinery),也能短時間內產生大量刺激因子以開啟膠囊,讓microRNA偵測更為精準快速。

廖韋晴老師表示,DNA膠囊除了包裹訊號源用於體外生物標記偵測,也能用於裝載治療藥物,有鑑於DNA的高度生物相容性,將有機會發展成為在體內具控制釋放能力的藥物傳遞系統。這項研究由台灣及以色列共同合作,並獲得科技部支持,研究成果已發表於英國皇家化學學會奈米科學研究指標期刊《Nanoscale》。

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