在納米醫(yī)學領域，DNA納米技術展現(xiàn)出較大潛能，其中，DNA折紙技術(DNA origami)作為一種獨特的DNA自組裝策略，獲得廣泛關注。DNA納米材料具有結(jié)構(gòu)可控、易于化學修飾、生物可降解等特點，在藥物靶向運輸、可控釋放、多種藥物協(xié)同運輸治療、智能藥物體系構(gòu)建等方面具有廣闊的應用前景。中國科學院國家納米科學中心研究員丁寶全課題組在該方向上已取得一系列進展(Nature Biotechnol., 2018, 3, 258; Nature Mater., 2020, DOI: 10.1038/s41563-020-0793-6; Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202009842)。在已有研究基礎上，該課題組設計制備出一種DNA折紙納米結(jié)構(gòu)，通過引導控制抗凝核酸適配體的排布，構(gòu)建獲得一種穩(wěn)定、高效、安全、可快速解毒的納米抗凝劑。相關研究成果以A DNA origami-based aptamer nanoarray for potent and reversible anticoagulation in hemodialysis為題，發(fā)表在Nature Communications上。
 

　　研究人員利用DNA折紙技術獲得長方形納米結(jié)構(gòu)，該納米結(jié)構(gòu)表面所有位點和序列均經(jīng)過預先設計。通過位點控制，能夠?qū)⒛负怂徇m配體雜交組裝到納米結(jié)構(gòu)表面形成陣列，適配體的種類、位點分布和密度均可調(diào)整。這種納米抗凝劑能夠有效識別結(jié)合凝血酶，穩(wěn)定抑制凝血酶的活性而產(chǎn)生抗凝血的效果。同時，可通過適配體互補鏈的加入，抑制適配體與凝血酶的結(jié)合，快速解毒而恢復凝血酶功能。由于是納米級抗凝劑，其尺寸和分子量相較于核酸適配體本身均有明顯增加，在活體具有更長的存留時間。研究表明，在凝血酶/纖維蛋白原混合溶液、小鼠血漿、人血漿/全血、小鼠活體中，這種DNA納米抗凝劑均顯示出其良好的抗凝性能與快速解毒的效果。研究人員與積水潭醫(yī)院的專家合作，將DNA納米抗凝劑用于體外透析環(huán)路模型中，納米抗凝劑也展現(xiàn)出良好的抗凝特性，有效抑制了環(huán)路中血凝塊的形成。這種由生物大分子構(gòu)成、具有良好生物相容性的DNA納米結(jié)構(gòu)，為構(gòu)建安全、可程序化設計的納米抗凝劑提供了新策略。
 

　　國家納米中心博士研究生趙帥、碩士研究生田潤和北京積水潭醫(yī)院檢驗科主任吳俊為論文的共同第一作者，國家納米中心研究員蔣喬和丁寶全為論文的共同通訊作者。研究工作得到北京市科技計劃(前沿新材料研究)、國家自然科學基金、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)等的支持。
 

基于DNA折紙結(jié)構(gòu)的納米抗凝劑的構(gòu)建