文獻導(dǎo)讀

2021年1月20日，來自國家納米中心研究員蔣喬和丁寶全作為共同通訊作者在Nature communications上發(fā)表了題為A DNA origami-based aptamer nanoarray for potent and reversible anticoagulation in hemodialysis的文章。 該研究使用DNA折紙技術(shù)（DNA-origami）構(gòu)建了一種穩(wěn)定、高效、安全、可快速解毒的納米抗凝劑。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(shè)計的納米抗凝劑提供了新策略。

研究介紹

透析環(huán)路中產(chǎn)生的凝血反應(yīng)是急慢性腎損傷患者進行血液透析時出現(xiàn)問題之一。肝素常用于臨床血液透析過程中，但具有不良反應(yīng)；而其解毒劑魚精蛋白也具有一定的毒性。因此，開發(fā)出高效、可控、安全的抗凝劑用于透析，是臨床實踐的重大需求。與直接清除循環(huán)系統(tǒng)中的抗凝藥物相比，利用解毒劑對其活性進行控制是一種更安全的調(diào)控方法。利用指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進化（SELEX）技術(shù)篩選得到的核酸適配體既能有效一直凝血酶活性，又能利用互補序列與適配體雜交形成雙鏈，通過破壞適配體與凝血酶結(jié)合域?qū)崿F(xiàn)快速解毒，從而減少或避免出血風(fēng)險。然而，核酸適配體在實際使用中受到限制，如核酸序列在體液內(nèi)穩(wěn)定性較差、易被降解、易被代謝清除。然而，核酸適配體在實際使用中仍受限制，如核酸序列在體液內(nèi)穩(wěn)定性較差、易被降解、易被代謝清除，這限制了其進一步應(yīng)用。為了提升核酸適配體在活體內(nèi)的穩(wěn)定性、實現(xiàn)長循環(huán)，已有報道利用納米顆粒結(jié)合核酸適配體實現(xiàn)其“納米化”，則可以在不影響其活性的基礎(chǔ)上提高穩(wěn)定性，該策略已被用于靶標(biāo)配體的篩選或檢測探針研究，但目前，這種功能化納米結(jié)構(gòu)用于醫(yī)學(xué)實踐的報道還較少。

在納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，DNA納米技術(shù)展現(xiàn)了巨大的潛能，其中，DNA折紙技術(shù)（DNA origami）作為一種獨特的DNA自組裝技術(shù)，近年來獲得了廣泛關(guān)注。DNA納米材料具有結(jié)構(gòu)精確可控、易于化學(xué)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(yīng)用前景。在已有研究基礎(chǔ)上，作者設(shè)計制備出一種DNA折紙納米結(jié)構(gòu)，通過引導(dǎo)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。

作者利用DNA折紙技術(shù)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(yù)先設(shè)計。通過位點控制，能夠?qū)⒛?/span>血酶核酸適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(fù)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。

之后，作者將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(shè)計的納米抗凝劑提供了新策略。

血液病

血液病是原發(fā)于造血系統(tǒng)的疾病，或影響造血系統(tǒng)伴發(fā)血液異常改變，以貧血、出血、發(fā)熱為特征的疾病。造血系統(tǒng)包括血液、骨髓單核一巨噬細(xì)胞系統(tǒng)和淋巴組織，凡涉及造血系統(tǒng)病理、生理，并以其為主要表現(xiàn)的疾病，都屬于血液病范疇。血液病臨床分為三大類型：紅細(xì)胞疾病、白細(xì)胞疾病、出血和血栓性疾病。臨床上常見的疾病有白血病、再生障礙性貧血、骨髓增生異常綜合癥、血小板減少癥、多發(fā)性骨髓瘤、淋巴瘤、骨骼纖維化、血友病、地中海貧血等。引起血液病的因素很多，諸如：化學(xué)因素、物理因素、生物因素、遺傳、免疫、污染等，都可以成為血液病發(fā)病的誘因或直接原因，由于這些原因很多是近幾十年現(xiàn)代工業(yè)的產(chǎn)物，從而使血液病的發(fā)病率有逐年增高的趨勢，可以說，血液病是一種現(xiàn)代病。以往的血液病的檢測往往通過常規(guī)生化指標(biāo)，活體鏡檢等進行，隨著人們對發(fā)病機理的深入探索，一些與疾病相關(guān)的指標(biāo)被提出來，作為疾病診斷新的證據(jù)。比如：紅細(xì)胞生成素(EPO)、鐵蛋白(FE)、血管性血友病因子(vWF)、血栓調(diào)節(jié)蛋白(TM)以及凝血因子系列等。

云克隆提供血液病相關(guān)的多種指標(biāo)蛋白、抗體以及ELISA試劑盒產(chǎn)品，廣泛的應(yīng)用于人、小鼠、大鼠、豬、羊等多個物種的檢測。目前客戶使用云克隆血液病相關(guān)指標(biāo)產(chǎn)品發(fā)表的SCI文獻已超過520篇。