科学探索|研究发现DNA纳米设备注射液可安全用于医疗用途研究发现DNA纳米设备注射液可

创建DNA结构用于生物医学应用的能力如创建疫苗或药物输送系统已经通过纳米技术的进步成为可能，但最近在小鼠身上的一项研究考察了该技术的安全性。科学家们可以构建各种具有复杂结构的微小装置，这些装置可能被植入体内以运输药物或执行其他职责，而使用的方法为DNA折纸(DO)，它涉及到将DNA的互补链重复折叠成双螺旋。

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【科学探索|研究发现DNA纳米设备注射液可安全用于医疗用途】然而由于这项技术仍处于起步阶段，专家们对纳米结构是否会在动物系统中引起危险的免疫反应或以其他方式产生毒性存在分歧。
现在，来自俄亥俄州立大学的研究人员已经迈出了第一步从而为这个问题提供了答案。最近发表在《Small》上的这项研究发现，虽然大量的这些DNA装置可能会对免疫系统产生一些影响，但并没有明显到有害的程度。他们的结果还暗示，一些医药应用可能会从不同的形状中获益更多。
“DNA在构造方面及它如何能被操纵和设计并以非常协调的方式形成纳米机器人是令人难以置信的，”该研究的论文第一作者、俄亥俄州机械和航空航天工程的研究科学家Christopher Lucas说道，“我们相信这项具有难以置信的潜力的技术可以用来诊断、治疗和预防疾病。”
为了测试是否可以安全地做到这一点，Lucas的团队使用小鼠来比较两种不同的纳米结构的生物分布和毒性：一种被称为“Tri"的扁平单层二维三角形以及一种被命名为“Horse”的三维棒状结构。在10天的时间里，约60只雌性小鼠被连续静脉注射了两种DO结构。但为了真正测试其安全性，研究人员反复给小鼠注射，其浓度是以前的研究高10倍。
研究人员确实看到Tri和Horse产生了依赖于形状的炎症反应，但由于反应随着时间的推移而减少，他们指出，从长远来看，免疫反应是相对无害的。Lucas指出：“这是一种适度的免疫反应，但它对动物没有毒性。当我们走向临床前开发并为药物输送应用准备好技术时，了解这一点确实是关键。”
当实验结束时，该团队还收集并成像了小鼠的所有主要器官、血液和尿液以跟踪该设备在整个身体的最终分布。结果显示，两种类型的纳米结构都被各种免疫细胞内化，但由于它们的原始浓度和渗透到体内的时间不同，仍留下的DO数量也不同。Lucas表示，由于它们具有生物相容性，纳米结构也恰好能相对快速地清除身体。这是一件好事，特别是如果科学家们想确保这些设备可以只针对患病的细胞。
然而很难预测其他类型的纳米结构在人类或动物体内可能遇到的挑战。
研究报告的共同作者、机械和航天工程教授Carlos Castro说道：“一旦你把东西放到生物系统中，就会有很多变化需要考虑。”
至于下一步，由于该团队已经证明该技术对小鼠没有毒性，他们希望开始在设备上装载化疗药物并开始学习如何使用这些设备来有效地针对动物体内的癌细胞。“我们只是触及了表面。我们正在揭示一套全新的有趣的问题，以我们可以更深入地进行挖掘，”Castro说道。