DNA納米技術(shù)為納米藥物載體、納米機器人研究提供了一系列強大的工具，已逐漸成為一種納米醫(yī)學(xué)研究的熱點。近日，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所物理生物學(xué)研究室及上海光源生物成像中心樊春海和黃慶研究員合作，應(yīng)用一系列先進的細胞顯微成像技術(shù)并結(jié)合生物化學(xué)手段，清晰展示了一類自組裝DNA四面體結(jié)構(gòu)在活細胞中的攝取與轉(zhuǎn)運過程，為其在藥物載運和治療方面的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。相關(guān)研究結(jié)果以封面論文的形式發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》雜志（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53，7745-7750）。

　　DNA不僅僅是生命的密碼，還可以作為制造納米級構(gòu)件和機器的通用元件。利用DNA分子的自組裝特性，DNA納米技術(shù)領(lǐng)域的研究者可以根據(jù)簡單的核酸堿基配對法則設(shè)計并在試管中構(gòu)造出精確而復(fù)雜的DNA納米結(jié)構(gòu)。在這個領(lǐng)域中，DNA往往被看作是一種非生物的材料而不是在活細胞中那樣作為遺傳信息的載體。盡管如此，由于自組裝DNA納米結(jié)構(gòu)具有卓越的生物相容性，近年來研究者對于其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用產(chǎn)生了越來越濃厚的興趣。DNA四面體結(jié)構(gòu)是一類重要的自組裝DNA納米結(jié)構(gòu)。2011年，樊春海和黃慶課題組在國際上首次報道了DNA四面體結(jié)構(gòu)可以作為一種納米尺度的藥物載體，將具有免疫刺激效應(yīng)的CpG寡核苷酸轉(zhuǎn)運進入細胞并刺激產(chǎn)生特定的細胞因子，有望成為一種免疫治療藥物（ACS Nano 2011, 5, 8783-8789）。之后，國際上多個課題組相繼報道了利用DNA納米結(jié)構(gòu)作為藥物載體的工作。然而，細胞膜具有負電性，通常會將同樣帶有負電荷的核酸分子屏蔽在膜外。而這些DNA納米結(jié)構(gòu)如何穿越細胞膜屏障而進入細胞內(nèi)則成為一個謎。

上海應(yīng)物所揭示自組裝DNA納米結(jié)構(gòu)的細胞過程