陽明交大研發生物技術重大突破!DNA 奈米藥物膠囊可望檢測癌症

作者 | 發布日期 2022 年 07 月 05 日 9:43 | 分類 生物科技 , 科技教育 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


台灣出現生物技術重大突破,陽明交大生化暨分子生物研究所的廖韋晴研發團隊,成功利用 DNA 製造出水凝膠膠囊,這種膠囊可以包裹藥物或訊號源,並在分子層次與體內特定細胞反應,實現先感測後治療的精準醫療。

陽明交大研發團隊,利用 DNA 四種鹼基專一配對的性質,透過雜交鏈聚合反應,將 DNA 一層一層包覆在碳酸鈣上,組裝出球型的立體結構,並在移除碳酸鈣之後,形成中空可包裹藥物或訊號源,如螢光分子、螢光量子點的球型 DNA 水凝膠膠囊。

這個大小奈米等級的膠囊,可以嵌入特殊功能的 DNA,讓膠囊具有類似機械開關的功能,偵測到特定分子或環境酸鹼值後才會打開,進行刺激響應(stimuli-responsive)釋放出裡面的藥物或訊號源。

為了測試 DNA 膠囊,研發團隊進一步在膠囊的橋接 DNA 上,嵌入 microRNA-141 感測序列,當膠囊偵測到環境中存在的目標 microRNA 時,誘發 DNA 序列置換,膠囊就會像鑰匙開鎖般,進而釋放包裹在裏頭的訊號分子,得以測量環境中的 microRNA 表現量。

甚至透過等溫鏈置換聚合/切口擴增反應isoth(ermal strand displacement polymerization/nicking amplification machinery),也能短時間內產生大量刺激因子以開啟膠囊,讓 microRNA 偵測更為精準快速。

科學家應用核酸奈米技術將 microRNA 作為開啟 DNA 膠囊的鑰匙開關,但因為 microRNA 與癌症的關聯性,以及難以偵測,這項技術將有助於有效縮短偵測時間,並達到實際可應用的偵測極限。

廖韋晴表示,DNA 膠囊除了包裹訊號源,用在體外生物標記偵測,也能用在裝載治療藥物,有鑑於 DNA 的高度生物相容性,將有機會發展成為在體內具控制釋放能力的藥物傳遞系統。

廖韋晴研究團隊的系列研究,專注在 DNA 相關奈米技術的開發,運用化學方法與技術,結合 DNA 分子的自我組裝、感測及結構重組的性質,將其應用在生醫領域嘗試解決現今重要科學問題。

這項研究由台灣及以色列共同合作,並獲得科技部支持,由張文馨碩士及李宜芳碩士協助完成,研究成果發表在英國皇家化學學會奈米科學研究指標期刊《Nanoscale》。

(首圖來源:陽明交大)