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摘要DNA传统上被认为是生命系统中的核心遗传生物分子。从另一个角度来看，由于其固有的生物属性、分子识别能力、序列可编程性和生物相容性，DNA是构建功能材料的分子基石。以DNA为基础的支链功能材料作为化疗药物和治疗性核酸的优良协同传递载体，在治疗肿瘤等疾病中具有大小可调、靶向传递、良好的内吞作用和响应性释放等突出优势。在本论文中，我们以DNA为基础，设计了一系列靶向药物递送体系并用于肿瘤成像与治疗的研究。具体内容如下:<br>　　1.基于碱基切除修复通路(BER)构建的双靶向DNA纳米器件的设计用于调节ATP原位成像和肿瘤治疗。BER修复尿嘧啶(U)对ATP适配体的诱变而监测肿瘤细胞内AP内切酶1(APE1)和尿嘧啶DNA糖基化酶(UDG)的表达。APE1和UDG共同作用导致设计的UU-ATP适配体产生单核苷酸缺口，进一步通过聚合酶作用形成正常的ATP适配体。UU-ATP适配体在没有进行BER的过程后不能与ATP结合，而在完成BER后恢复与ATP结合的能力。修饰了双靶向的适配体探针可以特异性地识别肿瘤细胞。所设计得到DNA纳米器件不仅能够有效地传递适体探针和肿瘤治疗，而且能够通过ATP原位成像分析肿瘤细胞BER通路中APE1和UDG的过表达。因此，BER通路构建的DNA纳米器件为肿瘤成像和治疗提供了更多选择。<br>　　2.开发一种具有刺激响应能力的通过“含羞草”启发的DNA四面体(MIDT)药物递送系统用于肿瘤协同治疗。MIDT由DNA四面体、靶向适体和DNA含羞草结构组成，能够响应pH值的动态变化。最初在细胞外中性环境中，MIDT处于“开放”状态，同时固定小分子药物和asDNA。在靶向肿瘤细胞并被细胞内化后，酸性环境使MIDT像受刺激的含羞草一样“闭合”，导致瞬时释放肿瘤治疗药物。这种刺激响应药物递送系统具有较高的生物相容性并可以同时携带多种药物以提高肿瘤治疗效果，有望在肿瘤协同治疗中发挥更大的作用。<br>　　3.设计一种自组装的具有ATP触发释药的3DDNA纳米结构给药系统，用于肿瘤荧光成像分析和靶向给药。Dox@3DDNA纳米结构通过简单的一锅退火反应自组装，并嵌入药物，结构稳定，但可被肿瘤细胞内高浓度ATP诱导，快速裂解并释放药物，促进药物在肿瘤内快速积累，发挥治疗作用，从而有效避免对正常组织的损伤。自组装的3DDNA纳米结构给药系统有望用于肿瘤细胞识别、生物成像和靶向给药等方面。<br>　　4.构建了三螺旋探针(THP)分子开关和MUC1适配体功能化AuNPs，用于荧光成像分析和光热治疗(PTT)。DNA（两个DNA三螺旋探针，MUC1适配体）通过稳定的金硫键修饰到AuNPs表面。MUC1适配体特异性识别肿瘤细胞，不仅可以作为特异性肿瘤标志物ATP，还可以完成肿瘤细胞内AuNPs的聚集。当THP-AuNPs通过MUC1适体靶向进入肿瘤细胞时，细胞内高ATP浓度导致THP构象改变并恢复荧光，暴露DNA1和DNA2。接下来，两条结构互补的DNA单链通过杂交形成双链结构，诱导AuNPs聚集，在近红外光照射下，引起肿瘤细胞光热消融。我们研究了THP-AuNPs在ATP下的动态运行，证明它们在MCF-7肿瘤中具有更好的成像和治疗效果。