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石墨烯量子点提高DNAzyme在细胞水平上的稳定性

2021-04-29黄奇萍张井岩

生物学杂志 2021年2期
关键词:体系检测

黄奇萍,刘 慧,张井岩,郑 静

(1.华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室;2.华东理工大学药学院,上海200237)

自1994 年首次发现Pb2+依赖性切割RNA 的单链DNA 片段(又称脱氧核糖核酸酶或者DNAzyme)至今,科学家相继发现了更多具有不同催化功能的DNA⁃zyme[1⁃2]。目前发现DNAzyme 的催化功能包括:断裂和连接RNA、磷酸化DNA、氧化DNA 等。其中,催化RNA 断裂的DNAzyme 因为其潜在的应用价值而备受关注,10⁃23 DNAzyme 是其中研究最为广泛的断裂RNA 的DNAzyme 之一[3⁃4]。10⁃23 DNAzyme 是体外循环中第10轮循环的第23个克隆,由一个催化核心区域和两侧的底物结合区域组成,结合区域由DNAzyme 左右两端7~9 个和底物互补配对的脱氧核苷酸组成,催化核心区域由和底物未完全互补配对的15 个脱氧核苷酸组成。只要改变10⁃23 DNAzyme 结合区域中的碱基序列就可作用于不同的RNA 底物[5⁃6]。Cairns 等[7]根据10⁃23 DNAzyme 设计了80 多个靶向HPV⁃16 的E6、E7 mRNA 的DNAzyme 以及60 多个针 对大鼠c⁃myc 基因的DNAzyme,其中8 种DNAzyme 对HPV⁃16 致癌基因有高效的切割效率。Sun等[8]研究发现,在适宜的体外条件下,10⁃23 DNAzyme 对c⁃myc mRNA 的AU位 点 切 割 效 率 高 达20%~50%。Zhang 等[9]将靶向VEGRF⁃2的10⁃23 DNAzyme 注入到移植了肿瘤的无胸腺裸鼠体内后,裸鼠肿瘤生长得到明显的抑制。与对照组(注射生理盐水)相比,注射4 次DNAzyme 后的裸鼠肿瘤体积缩小近75%,且肿瘤外区域细胞死亡显著增加。由此可见,10⁃23 DNAzyme 作为一个潜在RNA切割工具具有很好的应用前景,唯一不足的是它在细胞水平的稳定性较差。

石墨烯量子点(GQDs)具有单层碳原子,尺寸较小,边缘具有羧基官能团,而且具有低细胞毒性[10]、良好的水溶性、化学惰性[11]等性质,所以在负载药物和DNA方面已显示出优良的应用前景[12]。……

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