近日，东南大学附属中大医院老年医学科副主任高伟教授联合东南大学化学化工学院张春阳教授、王丽娟教授团队，在化学工程领域的国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区）发表了题为「Construction of an endogenous ATP-driven self-dissociated DNA nanoflower for rapid imaging of multiple long noncoding RNAs and chemotherapy」的研究成果，该研究为多种 lncRNAs 的检测和成像提供了新方法，实现了诊断与治疗一体化，在临床诊断和治疗方面有潜在应用价值，有助于提高疾病诊断准确性和治疗效果。
长链非编码 RNA（lncRNAs）参与多种疾病的发生发展，是关键生物标志物。目前检测 lncRNAs 的方法多为提取组织或细胞样本中的 RNA 进行定量，不适用于实时成像和生物标志物响应的药物递送。荧光原位杂交（FISH）需固定细胞，无法显示活细胞中 RNA 的动态变化。纳米材料虽能提高细胞内化效率，但可能有细胞毒性。基于 Watson - Crick 碱基配对的自组装 DNA 纳米材料存在反应缺乏持续驱动力、反应动力学慢、只能成像单个非编码 RNA 等问题。因此，开发能集成多种 ncRNA 成像组件和药物的系统具有重要意义。
本研究构建了一种内源性 ATP 驱动的自解离 DNA 纳米花，用于多种长链非编码 RNA（lncRNAs）的快速成像和化疗。该纳米花由两个 Y 形 DNA 模块自组装而成，并负载了化疗药物阿霉素（DOX）。细胞内的 lncRNA MALAT1 和 HOTAIR 可触发纳米花解离，释放 DOX 并恢复荧光信号。此方法能在单细胞水平定量多种 lncRNAs，区分乳腺癌组织和正常组织中 lncRNAs 水平，实现活细胞成像和体内高效治疗。
图 1：用于成像多种 lncRNA 和化疗的内源性 ATP 驱动的自解离 DNA 纳米花的构建示意图。
图 2：(A) 用于测量临床组织中 MALAT1 和 HOTAIR 的拟定纳米平台的示意图。（B 和 C）响应于 6 个健康乳腺组织和 8 个乳腺癌组织的 Cy5 信号和德克萨斯红信号的热图分析。（D 和 E）响应于 6 个健康乳腺组织和 8 个乳腺癌组织的 Cy5 信号和德克萨斯红信号的箱形图分析。（F 和 G）健康乳腺组织和乳腺癌组织中 MALAT1 和 HOTAIR 测量的 ROC 分析。
本研究的创新之处在于该纳米平台具有灵敏度高、选择性好、反应动力学快等优点，可实现单细胞水平的多 lncRNAs 定量、临床组织中多 lncRNAs 水平区分、活细胞内多 lncRNAs 成像以及体内高效治疗，在临床诊断和治疗方面具有巨大潜力。（编辑王倩 校对刘敏 编审程守勤）
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