[發明專利]一種基于DNA折紙術的精確識別靶向納米載體的構建方法及其應用

有效

• 申請號: 201710615442.0
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN107469088B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 趙永星;張楠;華海嬰;唐亞芳
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: A61K47/54
• 分類號: A61K47/54;A61K47/55;A61K31/704;A61K31/136;A61K31/7088;A61K45/06;A61P35/00;B82Y5/00
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

本發明涉及一種基于DNA折紙術的精確識別靶向納米載體的構建方法及其應用，屬于醫藥技術領域。該載體由腳手架DNA、訂書釘單鏈DNA、特殊訂書釘單鏈DNA和核酸適配體組成，其中腳手架DNA與訂書釘單鏈DNA的物質的量的比范圍為1:（5?10）:（5?10）；核酸適配體與折紙的物質的量的比范圍為1:（1?32）；在進行載藥時載體與抗腫瘤藥物阿霉素的物質的量的比范圍為1:（12500?50000）；合適的載藥時間范圍為2h?6h。本發明可實現靶頭精確修飾DNA載體，提高載體靶向作用和靶頭誘發的生物作用，載藥后可延緩藥物的釋放，降低蒽環類抗腫瘤藥物的毒副作用，增強對腫瘤細胞的抗腫瘤作用，使載藥系統能夠同時發揮化學治療作用和生物治療作用。

技術領域

本發明屬于醫藥科技領域，涉及采用DNA折紙術構建蒽環類抗腫瘤藥物納米載體，具體 涉及基于DNA折紙術的精確識別靶向納米載體的構建方法及其應用。

背景技術

DNA折紙術最早由Nadrian Seeman在上世紀八十年代提出，該領域的一個里程碑式的研 究成果是2006年Paul W.K.Rothemund發表在Nature上的研究成果。研究中將DNA折紙的 合成步驟大大簡化，使DNA折紙用到的訂書釘單鏈DNA之間及與腳手架DNA之間不再需要有嚴格的比例關系，過量即可，自組裝的過程也由之前的幾十小時縮短為數小時甚至幾十 分鐘。

核酸適配體是一種通過指數富集的配體系統進化技術(SELEX)從隨機單鏈核酸序列庫 中篩選出的與細胞膜上的靶物質具有高度親和性的寡聚核苷酸片段，其特異性可以媲美抗體， 能夠精準識別相應的蛋白質或小分子物質。核酸適配體(aptamer,Apt)是通過SELEX篩選 得到能夠與特異性靶標物質具有高親和力結合的寡核苷酸，其通過折疊形成特定空間結構而 與靶標結合，其親和力和特異性與抗體相當。核酸適配體還具有分子量較小、可化學合成、 生物相容性好、無(或更低的)抗原性/免疫原性、生物膜穿透性等優點，特別是DNA適配 體的穩定性高于RNA適配體，可對抗核酸酶的降解。因此，核酸適配體受到科學家的廣泛關 注，現在已篩選出多個可與腫瘤細胞表面特異性蛋白(受體)結合的核酸適配體，如靶向結 合核仁素的AS1411、靶向結合CD30的適配體C2NP、靶向結合VEGF165受體的DNA適配 體SL2B和靶向結合HER2受體的DNA適配體等。為了提高抗腫瘤藥物的作用降低其對正常 組織的毒副作用，研究者將能特異性結合靶標的核酸適配體與藥物(如阿霉素)或載體(如 脂質體、碳納米管、膠束、金納米粒等)結合，構建核酸適配體介導的主動靶向藥物復合體 或給藥系統用于腫瘤靶向治療研究。

靶向治療惡性腫瘤是現代醫藥學研究的熱點，其中主動靶向治療是理想的治療方式之一。 主動靶向治療的方式主要有兩種：一是用靶分子修飾藥物(或藥物載體)，使之與腫瘤細胞表 達的靶標特異性結合后將藥物遞送到靶細胞，進而產生治療作用；另一種是用靶分子直接與 靶標作用，誘導細胞信號，發揮生物治療作用。前者由于靶分子修飾藥物或載體的位置和數 量不可控，導致靶分子識別結合靶標的效率低或結合力弱，易產生“脫靶”現象，因而治療效 果較差。后者由于靶分子的空間存在形式(空間位置和數量)不同，其識別能力及結合靶標 后所激發的細胞信號也各有差異，導致其生物治療作用受到極大影響。因此，無論何種靶向 治療，其有效治療的關鍵是靶分子必須能夠精準識別靶標。再者，若要使靶向分子既能靶向 遞送化療藥物又能產生生物活性發揮生物治療與化療協同作用，則更需要靶分子精準有效的 識別靶標。然而，現有的傳統技術無法精確控制靶分子的空間位置和數量，實現精準識別靶 標，達到高效遞藥和有效誘導生物效應一體化，發揮協同抗腫瘤作用。本課題組前期研究表 明，利用DNA納米技術在納米尺度范圍內精確控制核酸適配體的空間位置和數量有望解決 這一難題。

盡管上述研究都通過一些技術方法(如與親和素或高分子聚合物通過化學鍵連接等)提 高了適配體與其靶標的定向識別，增加了適配體穩定性和抗腫瘤活性，但都未能將核酸適配 體精確定量、定位的組合，因而無法做到精準識別和高效激活可引起腫瘤細胞凋亡(抑制增 殖或遷移等)的受體，導致其抗腫瘤作用較弱。