Angew. Chem. :發光金納米粒子DNA可控價態修飾及其亞細胞水平的精準運輸

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表面功能化在納米藥物的納米生物的體內相互作用中起著關鍵作用,影響其后續的免疫反應、血液循環以及器官和疾病部位的輸運。然而,表面功能化中長期存在的異質性問題嚴重阻礙了對納米生物相互作用的精準解析。因此,克服納米藥物表面功能化過程中長期存在的異質性問題,在納米藥物的復雜生物體系中的精準成像和治療中具有重要的意義。發光金納米粒子(AuNPs)具有超小的尺寸(d < 3 nm)、可表面功能化、優異的腎清除和生物相容性,被認為是一類在生物成像和生物醫學應用中具有轉化前景的納米藥物。


華南理工大學劉錦斌教授課題組,以超小發光AuNPs為模型納米藥物,提出了一種簡便高效的原位表面功能化策略,實現了發光AuNPs的DNA離散型精準價態修飾(如1價、2價和4價),有效解決了發光AuNPs的表面DNA功能化異質性難題,揭示了超小發光AuNPs在亞細胞水平的精確輸運具有DNA價態依賴性。該研究工作不僅為精準理解表面功能化的納米藥物的體內相互作用及運輸提供了重要基礎,而且還可為在亞細胞精確水平上合理設計高度可控的納米載體提供指導。







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該工作以優化設計的硫代磷酸化AS1411(psAS1411)為模板,通過常溫NaBH4還原HAuCl4與谷胱甘肽(GSH)形成的GS-Au(I)復合物,制備出近紅外二區窗口(NIR-II)發光的AuNPs,實現其表面AS1411核酸適配體價態離散型可控(1價、2價和4價),為研究發光AuNPs的精準DNA價態及其亞細胞水平的相互作用和體內輸運提供了材料基礎。研究表明核仁蛋白與AuNPs間的相互作用隨著AS1411價態的升高呈現顯著增加的趨勢,發光AuNPs在亞細胞分布層次上表現出AS1411價態依賴性。研究發現,1價和2價的AuNPs可通過核仁蛋白介導的方式進入細胞,并最終進入細胞核。然而,4價的AuNPs與細胞表面過表達核仁蛋白有強的結合能力而錨定在細胞膜表面,因而難以進入細胞。

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在活體層次上,不僅超小AuNPs的腫瘤靶向效率,而且其亞細胞分布均表現出精確的DNA價態依賴性。從1價到2價的價態提升將導致腫瘤靶向效率提高及其細胞核的分布增加,然而進一步提高DNA的價態至4價,腫瘤靶向效率顯著提高,但AuNPs的分布則更傾向于富集在細胞膜表面,表明了納米藥物表面的離散型可控功能化修飾的重要性。

文信息

Luminescent Gold Nanoparticles with Discrete DNA Valences for Precisely Controlled Transport at the Subcellular Level

Wenyan Nie, Kui He, Zhipeng Zhao, Xiaoxi Luo, and Jinbin Liu*


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202314896



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