美國西北大學的研究人員最近發現，裝填大量DNA適配體(aptamers)的金奈米星(gold nanostar)比僅載有少量這類治療用寡核甘酸的奈米星更能殺死癌細胞。這項研究顯示，只要提高裝填於奈米粒子的生物分子數量，就可以獲得更有效的抗腫瘤效果。 領導該研究團隊的Teri Odom指出，他們發現第二級結構的寡核甘酸(即是四倍形DNA適配體)，可以在低pH值的環境下藉檸檬酸緩衝液之助，大量地裝填於金奈米星(AuNS)的表面上。生物應用上的奈米材料又稱為「奈米構造物」(nanoconstruct)，通常由一個硬質的奈米微粒核心及一層較軟的雙分子配位基外殼所組成。西北大學團隊的奈米構造物(*Apt-AuNS)特殊之處在於金奈米微粒的形狀具有各向異性，而他們使用的DNA適配體本身就是抗癌藥物。 研究人員大多使用球狀奈米金微粒(AuNP)來製作奈米構造物，原因是它們容易以硫醇、磷化氫、胺等配位基加以功能化，並透過硫醇化生物分子(如寡核甘酸、抗體、胜肽)的自組成完成填裝。含有高濃度生物分子的奈米構造物通常比自由的生物分子更能治療腫瘤。例如，對大多數的癌細胞而言，Apt-AuNS大約比10倍濃度的自由適配體多出20%的治療效果。 配位基的外殼通常是透過鹽熟成(salt-aging)方法在AuNP核上組合，但此方法需要額外的寡核甘酸，而且需要兩天才能完成組合。Odom指出，該團隊採用的檸檬酸緩衝液法比傳統方式多了三個優點。第一，所需的DNA適配體配位基少得多；第二，只需三小時就能完成組合；第三，能在奈米粒子上裝填2.5倍份量的適配體。 此外，該團隊也發現癌細胞會更快吸收含有高劑量適配體藥物的*Apt-AuNS。一旦經由標靶蛋白送至細胞核附近，*Apt-AuNS比裝載較低密度適配體的AuNS能殺死更多的癌細胞。雖然研究人員尚未了解背後的運作機制，但他們相信殺死癌細胞的原因是更高劑量適配體藥物與更多Nucleolin結合的結果。 該團隊未來將藉由控制溶液酸鹼值繼續提升治療用寡核甘酸與AuNS的結合，也將嘗試把多種寡核甘酸裝填到同一個奈米粒子上。Odom表示他們將找出最佳化的奈米構造物，以獲得最大的裝填量，也會試圖提高藥物在腫瘤內的循環及滯留時間。詳見Nano Letters | DOI: 10.1021/nl500844m。 |