脂質體-寡核苷酸(Lipid-Oligonucleotide,LONs)具有獨特的兩親性結構,是一種功能強大的分子生物醫學材料,適用于從生物傳感器到靶向治療的各種生物醫學應用。
與LNAs(locked nucleic acids),PNAs(peptide nucleic acids)或其他類型的寡核苷酸相比,LONs具有一系列優勢:
可以使用常規化學方法合成,更簡單、更便宜、更高效;
具有更好的水溶性、藥物裝載能力和通過細胞膜的能力,無需額外的藥物載體或細胞遞送手段。
最近,譚蔚泓院士團隊(李曉薇博士、封科軍教授等)在《國家科學評論》(National Science Review,NSR)發表綜述,總結了LONs的一般合成策略和表征分析方法,并著重介紹了其在生物分析和生物醫學領域的最新應用。
應用1:錨定于細胞膜的生物傳感器
LONs可以通過其脂質體部分錨定于細胞膜,從而發揮生物傳感器功能,感知和監測細胞外微環境、細胞表面機械力、細胞行為等。此外,還可以將DNA折紙技術等應用于LONs的核酸部分,開發出錨定于細胞表面的DNA納米結構材料。
錨定于細胞表面的(A)可逆的細胞微環境中K+濃度檢測探針。(B)用于細胞外pH監測的DNA鑷子。
應用2:靶向療法
對LONs的核酸部分進行設計,可以實現分子識別,使LONs靶向特定細胞。因而,將LONs與治療性寡核苷酸或小分子藥物相結合,有望應用于各種靶向治療,包括藥物治療、基因療法、免疫療法等。此外,也可以開發基于LONs的靶向細胞成像傳感工具。
LONs幫助免疫細胞識別腫瘤細胞
應用3:介導囊泡的組裝與融合
LONs的疏水部分可以和生物膜結合,其核酸部分又可以通過DNA鏈的置換、雜交,介導囊泡的可控組裝和融合,從而有助于納米反應器的構建和大分子的運輸。
LONs介導囊泡的組裝與融合
在綜述的最后,作者分析了LONs的現有優勢和亟待解決的問題,并對如何構建功能更好、更有應用價值的LONs提出了建議。
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原文標題:譚蔚泓院士團隊綜述:脂質體-寡核苷酸(LONs)的生物應用
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