国家纳米科学中心丁宝全、刘建兵Angew： DNA折纸杀菌剂可用于治疗感染伤口

细菌感染是临床治疗暴露伤口的一个重大障碍。近期，国家纳米科学中心丁宝全研究员、刘建兵副研究员和南方医科大学廖玉辉研究员等人报道了一种基于DNA折纸的杀菌剂，用于体内感染伤口的有效抗感染治疗。在该设计中，丰富的脱氧核酶（G4/hemin）可以在DNA折纸上精确组织，以可控地产生活性氧（ROS）来破坏细菌膜。在膜被破坏后，广谱抗生素左氧氟沙星（LEV，通过与DNA双链体的相互作用装载在DNA折纸中）可以很容易地输送到细菌中，从而成功杀菌。通过掺入靶向细菌肽聚糖的DNA适体，基于DNA折纸的杀菌剂可以实现靶向和联合抗菌治疗，有效促进感染伤口的愈合。这种量身定制的基于DNA折纸的纳米平台为体内治疗传染病提供了一种新的策略。相关工作以“A DNA Origami-based Bactericide for Efficient Healing of Infected Wounds”为题发表在Angew。

DNA折纸作为一种具有突出代表性的DNA纳米结构，具有良好的生物相容性、高载药能力和空间可寻址性，在药物递送领域受到了广泛关注。更有趣的是， DNA折纸作为载体，可在体外递送溶菌酶对抗细菌。因此，受此启发，作者认为通过与高密度DNA双链体的嵌入、静电结合和凹槽结合的总负载效应，这种生物相容性DNA折纸可作为LEV的纳米载体。此外，为了增强抗菌效果，还可以在DNA折纸中囊括集成两种功能性DNA结构（用于靶向的DNA适体和用于催化氧化H2O2产生ROS的DNA酶），以分别靶向细菌和破坏细菌膜。为此，作者选择G4阵列（OG）精确组织形成DNA折纸，而G4和DNA双链体与血红素和LEV的识别和相互作用可以进一步形成DNA折纸杀菌剂(OGH@LEV)（图1）。

图1 材料制备与表征

如图2所示，经过以细菌肽聚糖（OAG）为靶标的适体修饰后，OAGH@LEV可成功识别革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。因此利用OAGH@LEV治疗后，脱氧核酶（G4/hemin）可以可控的方式产生ROS并破坏细菌膜。膜被破坏后，LEV可以很容易地输送到细菌体内，抑制细菌生长。因此，在DNA适体的指导下，基于DNA折纸的杀菌剂可以在体内实现靶向和联合抗菌治疗，有效治愈感染伤口。不仅如此，这还是首例使用DNA折纸作为纳米平台共同递送DNA酶和抗生素用于靶向抗感染治疗的研究。

图2 感染伤口治疗示意图

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202311698

来源：BioMed科技

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