《基於DNA摺紙構築的上轉換多模態成像探針的設計及套用》是依託西北大學，由歐陽湘元擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於DNA摺紙構築的上轉換多模態成像探針的設計及套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：歐陽湘元
- 依託單位：西北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多模態成像探針是指集成多種造影功能，能夠為兩種或多種成像技術提供造影效果的生物探針。目前套用最為廣泛的成像探針有小分子、氧化鐵納米粒子等。但納米粒子具有潛在的生物毒性，而小分子在體內循環時間過短，不利於穩定可靠成像效果的獲得。DNA是生物大分子，具有良好的生物相容性和生物可降解性。本項目擬以DNA作為元材料，搭建一系列尺寸可控的DNA摺紙，這種DNA摺紙不僅具有DNA分子的優點，而且結構穩定，易於合成和修飾，並具有很高的藥物裝載能力。利用設計合適的DNA摺紙為造影劑載體，通過非共價和共價連線的方法組裝兩種上轉換納米粒子，採用AFM、TEM、螢光光譜等手段對複合材料進行表征，並研究成像探針的生物毒性和穩定性，最終實現DNA摺紙/上轉換納米粒子探針的多模態成像。迄今為止，利用DNA摺紙作為造影劑載體的臨床造影劑在國內尚未見報導，因此這項研究為提高臨床造影劑的安全性和穩定性開創一種新途徑。
結題摘要
本項目主要研究成果闡述如下：（一）DNA摺紙定向固定抗體研究我們設計併合成了含有一個空腔的二維和三維DNA摺紙結構，這個空腔大小正好可以容下抗體的Fc域，在空腔的其中兩面各連線了一條tris(NTA)用來非共價螯合Fc域上的組氨酸簇，另外兩面各連線了兩條NHS酯用來共價連線抗體分子上的賴氨酸殘基。原子力和透射電鏡表征證實了通過這種非共價和共價相結合的方法，抗體在摺紙結構中有效固定。相比其他蛋白質固定策略，此項研究可以高度控制抗體在摺紙中的固定方向，有利於抗體活性位點的暴露，為感測檢測、蛋白晶體結構的測定等套用提供更好的平台。（二）DNA納米帶抑制金屬β內醯胺酶活性研究我們設計合成了一系列DNA納米帶結構，發現此DNA納米帶可以成功抑制金屬β內醯胺酶NDM-1、Imis、L1的活性，而且IC50達到納摩爾級別。通過電泳、原子力、螢光、CD、熔煉溫度的測量研究了DNA納米帶與金屬β內醯胺酶的相互作用，並確定了它們的作用方式為小溝槽嵌入。這項研究為設計開發新型金屬β內醯胺酶抑制劑提供新的思路。（三）DNA納米帶對細胞色素C的功能調節研究我們研究了DNA納米帶與細胞色素C的相互作用，發現DNA納米帶可增強細胞色素C的氧化還原活性，並降低其過氧化物酶活性。原子力顯微鏡，凝膠電泳和光譜分析證明，細胞色素C通過靜電相互作用和溝槽結合與DNA納米帶相互作用，卻不涉及配位鍵的斷裂和形成。這種結合改變了血紅素基團附近的微環境，並阻礙了過氧化氫接近金屬中心，從而導致了對過氧化物酶活性的抑制。這些發現可用於開發基於DNA納米材料的神經退行性疾病藥物。
