橡胶性质有助于RNA纳米粒子有效地靶向肿瘤并迅速离开人体

俄亥俄州立大学综合癌症中心(Arthur G. James Cancer Hospital)和Richard J. Solove Research Institute(OSUCCC-James)的研究人员进行的一项新研究表明，RNA纳米粒子具有弹性和橡胶性质，有助于解释为什么这些粒子靶向肿瘤。以及为什么它们在动物研究中具有较低的毒性。

RNA纳米颗粒显示出靶向抗癌药物的巨大前景。了解它们的结构和行为对于将来可能的使用至关重要。

这项发表在ACS Nano期刊上的研究表明，RNA纳米粒子具有弹性和橡胶性质，能够使分子拉伸并恢复其正常形状。研究人员说，这些特性可以通过使粒子滑过肿瘤血管壁形成不良的壁并进入肿瘤块而帮助它们靶向肿瘤。

研究人员进一步证明，相同的橡胶性质使RNA纳米颗粒能够在全身注射后半小时滑过肾脏过滤器排泄到尿液中，从而相对较快地将其从体内清除。反过来，这可能会减少抗癌剂在重要器官中的滞留，降低其毒性。

研究负责人和相应作者，药学院教授，​​西尔万·G·弗兰克·恩德韦德(Sylvan G. Frank Endowed)说：“我们证明RNA纳米颗粒具有灵活性，可以组装具有可伸展角度的分子结构。”药剂学和药物递送的主席。郭还参加了OSUCCC(詹姆斯·转化疗法研究计划)。

指导俄亥俄州立大学RNA纳米生物技术和纳米医学中心的郭说：“这些发现证明了RNA纳米颗粒的橡胶性质，以及为什么这些分子在工业和生物医学应用中具有广阔的前景，尤其是作为靶向递送抗癌药物的载体。”

对于这项研究，郭和他的同事通过拉伸和松弛单个RNA纳米颗粒来测试核酸聚合物的弹性，同时使用Guo实验室内置的双光束光学镊子对RNA纳米颗粒进行了弹性研究。最后，他们使用动物模型研究了RNA纳米颗粒的生物分布，排泄和保留。这包括测量尿液中颗粒的排泄，以及对其形状和大小的影响的研究。

主要发现包括：

RNA纳米粒子像橡胶一样具有可伸缩性，即使通过光学镊子多次重复延伸和松弛后，也可以像橡胶一样伸缩。

在动物模型中，与大小相似的金和铁纳米粒子相比，RNA纳米粒子显示出更强的癌症靶向性和在健康器官中的较低积累。

同样在动物模型中，全身注射后半小时内，大小为5、10和20 nm的RNA纳米颗粒被肾脏过滤并保留在尿液中的原始结构，即使通常过滤的肾脏孔径上限是5.5纳米 这表明较大的RNA纳米颗粒像橡胶颗粒和变形虫一样通过过滤孔滑动，然后在尿液中恢复到其原始大小和形状。

郭说：“总的来说，我们相信这些发现进一步支持用于靶向递送抗癌药物或治疗性RNA的RNA纳米颗粒的开发。”

参与这项研究的其他研究人员还有俄亥俄州立大学的Chiran Ghimire，王洪志，李慧，Mario Vieweger和徐从聪。