臺灣出現生物技術重大突破,國立陽明交通大學團隊成功利用DNA製造出水凝膠膠囊,這種膠囊可以包裹藥物或訊號源,在分子層次與體內特定細胞反應,實現先感測後治療的精準醫療,未來有機會用於癌症檢測。
陽明交大5日表示,來自陽明交大生化暨分子生物研究所的廖韋晴研發團隊,利用DNA四種鹼基專一配對的性質,透過雜交鏈聚合反應,將DNA一層一層包覆在碳酸鈣上,組裝出球型的立體結構。移除碳酸鈣之後,形成中空可包裹藥物或訊號源(如螢光分子、螢光量子點)的球型DNA水凝膠膠囊。
這個奈米等級的膠囊,可以嵌入特殊功能的DNA,讓膠囊具有類似機械開關的功能,偵測到特定分子或環境酸鹼值後才會打開,進行刺激響應(stimuli-responsive)釋放出裡面的藥物或訊號源。
為測試DNA膠囊,研發團隊在膠囊的橋接DNA上嵌入microRNA-141 感測序列,當膠囊偵測到環境中存在的目標microRNA時,會誘發DNA序列置換,膠囊就會像鑰匙開鎖般進而釋放包裹在裡面的訊號分子,測量環境中的microRNA表現量;鑑於microRNA與癌症的關聯性,這項技術將有助於縮短偵測時間並達到實際可應用的偵測極限。
廖韋晴表示,DNA膠囊除了包裹訊號源用於體外生物標記偵測,也能用於裝載治療藥物,有鑑於DNA的高度生物相容性,將有機會發展成為在體內具控制釋放能力的藥物傳遞系統。
陽明交大指出,這項研究由臺灣及以色列共同合作,並獲得科技部支持,由碩士張文馨及碩士李宜芳協助完成,研究成果發表於英國皇家化學學會奈米科學研究指標期刊《Nanoscale》。◇