一、文献的基础信息
英文标题：A smart multiantenna gene theranostic system based on the programmed assembly of hypoxia-related siRNAs
中文标题：基于缺氧相关 siRNA 程序化组装构建智能多天线基因诊疗系统
作者：Xue Gong，Haizhou Wang，Ruomeng Li，Kaiyue Tan，Jie Wei，Jing Wang，Chen Hong，Jinhua Shang，Xiaoqing Liu，Jing Liu，Fuan Wang（武汉大学）
摘要：肿瘤缺氧微环境是造成化疗、基因治疗抵抗的关键因素。本研究构建细胞外囊泡 EV 介导的肿瘤标志物激活 RNA 干扰前药平台，将 siRNA 拆分为多个片段，利用杂交链式反应 HCR 在肿瘤细胞内程序化组装，形成多天线核酸纳米结构。该系统可响应肿瘤缺氧微环境，特异性激活 siRNA，实现基因沉默，同时搭载 ICG-NHS 荧光分子实现近红外荧光成像，完成诊疗一体化。体外、体内证实该系统可靶向肿瘤，抑制缺氧相关基因表达，抑制肿瘤生长，降低脱靶毒性，为肿瘤基因诊疗提供新思路。
期刊：Nature Communications
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-24191-9
发表时间：2021-06-25
二、文献核心主要内容
研究背景：小干扰 RNA（siRNA）可以高效沉默致病基因，是肿瘤基因治疗重要工具。但裸 siRNA 稳定性差，易被核酸酶降解，难以进入细胞，全身给药脱靶效应明显。细胞外囊泡 EV 具备良好的生物相容性、低免疫原性，是理想的核酸递送载体；肿瘤内部缺氧是实体瘤普遍特征，HIF-1α 等缺氧通路驱动肿瘤增殖、耐药、转移。如何构建只在缺氧肿瘤细胞内激活 siRNA，同时具备成像示踪的基因诊疗系统，是亟待解决的问题。本研究设计程序化组装策略，只有在肿瘤细胞内部才完成完整 siRNA 重构，降低正常组织的非特异基因干扰。
主要内容：设计可拆分的 siRNA 前药，把完整 siRNA 拆分为多条片段，封装进细胞外囊泡；利用 ICG-NHS 对 EV 进行荧光标记，用于近红外活体成像；只有在缺氧肿瘤细胞特定刺激条件下，启动杂交链式反应，各个片段发生程序化组装，重构出完整活性 siRNA；体外细胞实验验证基因沉默效率；检测细胞增殖、凋亡；构建荷瘤小鼠模型，体内考察生物分布、成像效果、抑瘤效果，评价系统体内生物安全性。
实验结果：该 EV 递送系统可以高效保护核酸片段不被胞外核酸酶降解；正常细胞内不会触发组装，无 siRNA 活性；缺氧肿瘤细胞中 HCR 被激活，组装生成完整 siRNA，高效沉默缺氧相关靶基因。ICG 荧光标记实现活体层面纳米载体分布的实时示踪。体内实验证明该纳米系统富集在肿瘤组织，有效抑制肿瘤生长，没有明显肝肾毒性，显著降低 siRNA 对正常器官的脱靶干扰。
研究结论：本工作构建响应肿瘤缺氧微环境的程序化组装多天线基因诊疗平台，实现成像引导的特异性 siRNA 基因治疗，有效降低 siRNA 系统给药的脱靶副作用，为肿瘤精准基因治疗提供新策略。
三、文献中引用瑞禧产品以及原文
引用瑞禧产品：ICG-NHS（吲哚菁绿-N-羟基琥珀酰亚胺活性酯）
论文原文：ICG-NHS was purchased from Xi'an Ruixi Biological Technology Co., Ltd，用于细胞外囊泡表面共价荧光标记，实现近红外活体成像，追踪纳米载体在体内的分布。 瑞禧相关同类产品：ICG 系列活性衍生物、Cy 系列 NHS 活性酯荧光染料、氨基 / 羧基修饰 ICG，各类近红外荧光标记试剂。
四、相关文献：
1、Gd-DTPA 脂质体用于大鼠心肌梗死磁共振造影，Gd-DTPA liposomes for magnetic resonance angiography of rat myocardial infarction，Peng S, Chen L，https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0730725X20301562
2、双靶向 Gd-DTPA 纳米胶束用于肝癌特异性 MRI 增强，Dual-targeted Gd-DTPA nanomicelles for specific MRI enhancement of liver cancer，Hu Y, Zhang Q，https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32078744/
3、ICG-NHS 标记血小板膜纳米粒用于炎症动脉血管成像，ICG-NHS labeled platelet membrane nanoparticles for inflamed artery imaging，Ran H, Yao J，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202204137
4、ICG-NHS 偶联透明质酸用于肿瘤淋巴管近红外成像，ICG-NHS conjugated hyaluronic acid for near-infrared imaging of tumor lymphatic vessels，Wang L, Li Y，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/cc/d2cc02143j
5、温敏脂质体负载 ICG 用于光热可控释药，Thermosensitive liposomes loaded with ICG for photothermal controlled drug release，Deng L, Sheng D，https://oaepublish.com/articles/2394-4722.2023.38
6、胆固醇修饰脂质体膜流动性调控与药物渗透关系研究，Study on relationship between membrane fluidity and drug permeability of cholesterol modified liposomes，Yan L, Li H，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/cpr.12906
7、脂质体作为人工膜模型研究抗菌肽膜扰动机制，Liposomes as artificial membrane models to study membrane perturbation mechanism of antimicrobial peptides，Zhou X, Wang F，https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ob/d1ob00876k
8、羧基化 MnFe₂O₄纳米粒用于细胞标记 MRI 示踪，Carboxylated MnFe₂O₄ nanoparticles for cell labeling and MRI tracking，Huang L, Yao J，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202100850
9、MnFe₂O₄@PLGA 纳米粒用于超声 / 光声双模成像引导声动力治疗，MnFe₂O₄@PLGA nanoparticles for ultrasound/photoacoustic dual-mode imaging guided sonodynamic therapy，Sun Y, Ran H，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8498883/
10、NH2-maleimide-PEG 修饰纳米粒用于肿瘤微环境响应偶联，NH2-maleimide-PEG modified nanoparticles for tumor microenvironment responsive conjugation，Wu C, Zhang Y，https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6754621/