[發明專利]適合于在植物中成像和投遞應用的量子點載體肽綴合物

在審

• 申請號: 201280024901.3
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN103562397A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: J.P.薩繆爾;N.C.薩姆伯朱;K.Y.姚;林高峰;S.R.韋布;F.G.伯勞格斯
• 申請（專利權）人: 陶氏益農公司
• 主分類號: C12N15/87
• 分類號: C12N15/87;C12N5/10;C12N5/04;A01H5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張文輝

優先權要求

本申請要求2011年3月23日提交的美國臨時專利申請流水號61/466,804的權益。

技術領域

本公開內容一般涉及用于將感興趣的分子導入具有細胞壁的植物細胞中的方法，其通過使用具有量子點(QD)與一種或多種細胞穿透肽(CPP)的QD-肽綴合物進行。

發明背景

納米顆粒具有的獨特性質已經被利用于將DNA投遞至細胞。金屬納米顆粒，諸如金(Au)納米顆粒由于其低細胞毒性和容易用各種有生物學意義的配體官能化而已經用于DNA投遞。在金屬納米顆粒外，還已經使用大小范圍3-5nm內的半導體納米顆粒(例如量子點)(“QD”)作為載體來將分子投遞到細胞中。DNA和蛋白質可以連接到附接于QD表面的配體(見例如F.Patolsky等,J.Am.Chem.Soc.125,13918(2003))。

已經使用納米顆粒來將質粒DNA投遞到多種動物細胞。已經發現了，在將經DNA包被的納米顆粒與沒有細胞壁的細胞一起溫育時，細胞吸收納米顆粒，并開始表達DNA上編碼的任何基因。然而，由于植物細胞壁的存在，當前的植物基因投遞是挑戰性的，這導致對用于植物遺傳轉化的侵入性投遞手段的常見依賴。在期望對通常具有細胞壁的細胞進行納米顆粒介導的投遞的情況中，在將顆粒添加至植物原生質體前將細胞壁剝離(見F.Torney等,Nature?Nanotechnol.2,(2007))。在植物細胞中，細胞壁作為投遞外源施用的分子的障礙。已經采用許多侵入性方法，如基因槍(生物射彈)、顯微注射、電穿孔、和土壤桿菌來實現向這些有壁的植物細胞中的基因和小分子投遞，但是僅僅通過顯微注射實現了蛋白質投遞。在存在植物細胞壁的情況中投遞小分子和蛋白質仍是未經探索的，并且為了開發要應用于完整的植物細胞/組織或器官以進行體外和體內操作的使能技術其會是有利的。

細胞穿透肽(CPP)是一類新的且快速增長的短肽，已知其在將一大批包含蛋白質和DNA的貨物復合物易位穿過哺乳動物和人細胞系的生物膜時發揮重要的作用。J.Schwartz和S.Zhang(2000),Peptide?Mediated?Cellular?Delivery,Curr.Opin.Mol.Ther.2:162–167;Langel(2002),Preface?in:Cell?Penetrating?Peptides;Processes?and?Applications,Langel,Editor,CRC?Press,Boca?Raton;E.Vives和B.Lebleu(2002),The?Tat?Derived?Cell?Penetrating?Peptide?in:Cell?Penetrating?Peptides;Processes?and?Applications,U.Langel,Editor,CRC?Press,Boca?Raton:第3頁–第22頁。雖然已經顯示了CPP有助于哺乳動物細胞中的貨物投遞，但是在植物細胞中使用CPP以進行轉染的研究受限于許多因素。使此技術適合于植物的主要障礙在于，與動物細胞不同，植物細胞給CPP及其貨物的內在化呈現出雙重屏障系統(細胞壁和質膜)。因此，為了有效易位CPP必須克服這兩種屏障。CPP已經在植物細胞中使用，但是通常依賴于與使用CPP一起的透化劑和技術的使用以實現對植物細胞投遞貨物投遞。HIV1TAT蛋白質轉導域(PTD)是得到最充分研究的易位肽之一。最近的報告已經顯示了TAT?PTD及其寡聚物用于質粒投遞的潛力，其通過與哺乳動物細胞中帶負電荷的DNA形成復合物來實現。I.Ignatovich,E.Dizhe,A.Pavlotskaya,B.Akifiev,S.Burov,S.Orlov和A.Perevozchikov(2003),Complexes?of?Plasmid?DNA?with?Basic?Domain?47-57?of?the?HIV?1?Tat?Protein?Are?Transferred?to?Mammalian?Cells?by?Endocytosis?mediated?Pathways,J.Biol.Chem.278:42625-42636;C.Rudolph,C.Plank,J.Lausier,U.Schillinger,R.H.Müller,and?J.Rosenecker(2003),Oligomers?of?the?Arginine?Rich?Motif?of?the?HIV?1?TAT?Protein?are?Capable?of?Transferring?Plasmid?DNA?into?Cells,J.Biol.Chem.278:11411–11418;Z.Siprashvili,F.Scholl,S.Oliver,A.Adams,C.Contag,P.Wender,and?P.Khavari(2003),Gene?Transfer?via?Reversible?Plasmid?Condensation?with?Cysteine?Flanked,Internally?Spaced?Arginine?Rich?Peptides,Hum.Gene.Ther.14(13):1225-33;I.Hellgren,J.Gorman,and?C.Sylvén(2004),Factors?Controlling?the?Efficiency?of?Tat?mediated?Plasmid?DNA?Transfer,J.Drug.Target.12(1):39-47。已經顯示具有移位特征的其它肽包括pVEC、transportan、penetratin、pep-1肽及其片段。