近日，博彩论坛附属第一医院中心实验室黄菲、张莹等的研究成果在高水平期刊Advanced Healthcare Materials （IF=10）上作为封面论文发表。团队创新性研发出新型核酸纳米材料抗肿瘤药物“靶向乏氧诱导因子HIF-1α的核酸四面体抗肿瘤药物DNA枷锁（DNA yoke）”。该药物能够抑制肿瘤生长和转移，在癌症治疗中具有潜力，为未来抗肿瘤药物的开发提供新思路。

基因表达的失调与包括癌症等在内的各种疾病密切相关，而基因表达又由众多转录因子（TFs）、辅因子和染色质调控因子决定。其中，缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）作为一个关键的转录因子，调控与缺氧条件相关的基因表达和细胞反应。由于缺氧是实体肿瘤的常见特征，能促进癌症的代谢重编程、血管生成、转移和治疗耐药等，因此，在不损害正常组织完整性的情况下，“靶向HIF-1α”具有显著的治疗潜力。

目前，为了达到治疗目的，研究者们已经开发了各种抑制剂来调节HIF-1α的活性，但这些抑制剂对正常细胞也具有潜在细胞毒性，不可忽视。

DNA纳米材料因其卓越的自组装性质、无与伦比的可编程性、方便合成性、易于修饰、高稳定性和结构多样性而备受认可。四面体DNA纳米结构（TDNs）作为最简单的DNA自组装类型，可通过序列操控，实现多种不同的生物学功能。

本研究研发了一种新的DNA纳米材料——DNA枷锁（DNA yokes），其以基础的四面体DNA纳米结构（TDNs）携带特定的HIF-1α结合序列（缺氧反应元件，HREs），用作癌症治疗的纳米药物。DNA枷锁由一个基础的四面体DNA纳米结构（TDNs）和四条携带HREs的悬垂链组成，表现出极佳的稳定性和长时间的细胞内停留能力。

具体研究发现，这些DNA枷锁能够结合HIF-1α，从而阻止其与下游基因组DNA的相互作用，抑制其转录活性和下游促肿瘤靶基因的表达。此外，DNA枷锁还通过泛素化途径促进HIF-1α降解，最终降低细胞内的HIF-1α水平。DNA枷锁在缺氧条件下减弱了癌细胞的增殖、迁移和侵袭，能够抑制体内肿瘤生长和转移，表明其在癌症治疗中的潜力。

黄菲副研究员长期从事细胞信号转导与肿瘤发生、治疗的相关研究工作，研究成果包括发表在国际著名期刊Molecular Cell、Cancer Research和Oncoimmunology上的多篇学术研究论文。张莹助理研究员致力于核酸纳米材料改性在肿瘤标志物诊断和治疗中的研究，近年来取得一系列成果，发表于Biosensors and Bioelectronics，Sensors and Actuators B: Chemical和Chemical Communications等杂志。我院中心实验室相关研究人员未来将进一步致力于新型肿瘤标志物检测方法和新型抗肿瘤药物研发的基础研究，为肿瘤发生机制研究和肿瘤临床诊断提供一定的参考价值。

  这项研究探索了一种具有高稳定性和正常细胞低毒性的DNA药物设计可能的新方法，未来的研究还可进一步探索这种DNA纳米药物在靶向其他转录因子中的应用，扩展其在生物医学领域的实用性。