DNAバーコードで金ナノ粒子の癌攻撃位置を特定(DNA ‘barcodes’ help NUS researchers pinpoint gold nanoparticles that can strike cancer at its power source)

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2026-05-12 シンガポール国立大学(NUS)

シンガポール国立大学(NUS)の研究チームは、DNAバーコード技術を利用して金ナノ粒子の位置を高精度に特定する新手法を開発した。金ナノ粒子は、医療診断、薬物送達、バイオセンサーなど幅広い分野で利用されるが、細胞や組織内でどこに存在しているかを正確に把握することは難しかった。研究では、特定のDNA配列を「バーコード」として金ナノ粒子に付与し、遺伝子解析技術と組み合わせることで、多数のナノ粒子を同時に識別・追跡できるようにした。これにより、従来法より高感度かつ高分解能で、ナノ粒子の分布や相互作用を解析できるという。研究チームは、この技術ががん診断や標的薬物送達、細胞内イメージングなどの精密医療分野で有用になると期待している。また、ナノ材料と生体分子を融合した次世代ナノバイオ技術の基盤になる可能性も示された。

DNAバーコードで金ナノ粒子の癌攻撃位置を特定(DNA ‘barcodes’ help NUS researchers pinpoint gold nanoparticles that can strike cancer at its power source)
By tagging nanoparticles with unique DNA “barcodes”, the NUS research team was able to track and compare dozens of designs simultaneously in living tumour models, rapidly identifying those most effective at reaching mitochondria (energy centres inside cancer cells).

<関連情報>

腫瘍ミトコンドリア標的化のための金ナノ粒子のハイスループット生体内細胞内分析 High-Throughput In Vivo Subcellular Analysis of Gold Nanoparticles for Tumor Mitochondrial Targeting

Xingyue Huang, Xuehao Tian, Kuei Chen, Yang Wu, ChenCheng Xue, Yingjie Quek, Jessalyn Low, Arun Kumar, Andy Tay
Advanced Materials  Published: 17 February 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202517706

ABSTRACT

Mitochondrial targeting is a powerful strategy for cancer precision therapy. This study presents a subcellular DNA barcoding system for high-throughput in vivo screening of mitochondrial-targeting gold nanoparticles (NPs). After validating the robustness of the barcode system with six PEG/TPP‑modified NPs in vitro, the materials library expands to 30 NP species differing in shape, size, and ligand. Their biodistributions are systematically evaluated across subcutaneous, orthotopic, and contralateral tumor models at organ, cell-subtype, and mitochondrial levels. This multiplexed approach yields more than 1000 data points on in vivo nanoparticle uptake and targeting behaviors, while requiring 30-fold fewer mice than conventional approaches. The data reveal a strong correlation between tumor accumulation and mitochondrial delivery, indicating that effective tumor accumulation is a prerequisite for mitochondrial targeting. 80 nm cube (CL‑FA) and sphere (PL‑FA) nanoparticles tagged with folic acid (FA) emerge as top performers, with CL‑FA achieving 99% tumor regression when combined with mild photothermal therapy and mitochondria-targeted siRNA delivery. Underlying mechanisms are attributed to geometry-dependent protein corona formation patterns and cellular uptake via clathrin‑mediated endocytosis and specific curvature‑sensing protein interactions. Overall, this subcellular high-throughput barcoding platform offers a rational framework to select inorganic nanomaterials for precision subcellular drug delivery.

細胞遺伝子工学
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