[發(fā)明專利]一種[2]-網(wǎng)狀索烴DNA單層陣列的制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111617097B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 吳再生;尹洪衛(wèi);陳燕茹;王偉軍
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: A61K31/713
• 分類號: A61K31/713;C12N15/10;A61P35/00;C12P19/34
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 饒文君;蔡學俊

本發(fā)明提供了一種[2]?網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列的制備方法及其應用，屬于納米材料技術領域。本發(fā)明在DNA納米技術理論基礎上設計了DNA單層陣列，該陣列結構由兩種含有回文片段的DNA鏈自組裝形成。DNA單層陣列除了具有良好的生物相容性和核酸酶穩(wěn)定性外，還能在沒有共載體的情況下高效地進入不同的哺乳動物細胞。給長有腫瘤的小鼠全身給藥后，DNA單層陣列可以優(yōu)先在腫瘤組織中積累，不需要靶向配體。簡單高效的組裝、獨特的結構特點和生物系統(tǒng)中的優(yōu)勢表明，DNA單層陣列是一種很有前途的DNA納米平臺，可用于腫瘤監(jiān)測和靶向給藥。

技術領域

本發(fā)明屬于納米材料技術領域，具體涉及一種[2]-網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列的制備方法及其應用。

背景技術

核酸作為一種多用途的遺傳物質(zhì)，可以通過Watson-Crick堿基配對原理用于納米級自組裝結構的構建。由于高的雜交特異性、突出的可編程性和廣泛的序列多樣性，在過去的30年里，科學家們已經(jīng)合成出各種人造DNA納米材料，包括一維納米管、復雜的二維晶格或陣列、離散型的三維結構等。這些材料在生物應用中，如分子成像、治療診斷和藥物輸送中具有巨大的潛力。然而，盡管一維和三維結構，如DNA納米線或納米管、DNA折紙、DNA球形結構和DNA多面體結構，已經(jīng)在生物醫(yī)學應用領域引起研究人員相當大的興趣，并且最近在二維DNA納米結構方面也取得了重大進展，但在二維結構的分子成像和藥物傳遞方面卻很少受到關注。這可能是因為：與球形DNA納米結構或DNA剛性多面體相比，使用現(xiàn)有的DNA納米技術組裝而成的大型二維結構在復雜的生物環(huán)境中非常不穩(wěn)定。由于靜電排斥的原因大型二維結構很難進入細胞。因此，開發(fā)基于DNA陣列的全身給藥平臺仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。

為了確保在體內(nèi)系統(tǒng)的適用性，人工DNA納米結構應滿足以下幾個要求：(1)高細胞攝取效率且不干擾細胞行為。因此，納米結構需要能夠在不使用轉(zhuǎn)染試劑或不破壞細胞膜(如電穿孔和超聲)的情況下有效地進入細胞，因為這些情況通常會導致細胞活性下降。(2)足夠的核酸酶穩(wěn)定性，高信號傳導活性和藥物有效負載能力。這樣，納米藥物可以到達目標細胞并提供足夠的藥物濃度，還可以通過信號來評估藥物的體內(nèi)動態(tài)行為和治療功效。(3)優(yōu)秀的區(qū)分健康組織和病變組織的能力。以前的DNA納米粒子的靶向特性很大程度上依賴于細胞靶向配體。雖然不同類型的細胞，如健康細胞和病變細胞，理論上都會表達獨特的表面受體，但可用的靶向配體數(shù)量有限，限制了DNA納米結構在醫(yī)學診斷和治療中的應用。

基于上述原因，我們構建了一種網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列，它適合用于癌變組織的篩選和靶向治療。因為它只包含兩種含有回文片段的環(huán)化的DNA環(huán)，因此我們將這種DNA陣列命名為[2]-網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列（即[2]GDA）。它的組裝過程僅包含序列的混合和退火兩個步驟，在兩小時內(nèi)即可完成。這種DNA陣列結構除了具有良好的生物相容性和核酸酶穩(wěn)定性外，還能在沒有共載體的情況下高效地進入哺乳動物細胞。給荷瘤小鼠全身給藥后，[2]GDA不需要靶向配體便可以優(yōu)先在腫瘤組織中積累。簡單高效的組裝、獨特的結構特點和生物系統(tǒng)中的優(yōu)勢表明[2]GDA是一種可用于腫瘤監(jiān)測和靶向給藥的很有前途的DNA納米平臺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種[2]-網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列的制備方法及其應用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種[2]-網(wǎng)狀索烴的DNA單層陣列的制備方法：

（1）首先在ATP和PNK的幫助下，分別對參與組裝的兩條DNA鏈的5?端進行磷酸化，然后加熱滅活PNK酶，獲得DNA鏈1和DNA鏈2溶液，靜置4小時后備用；所述DNA鏈具有回文結構區(qū)域；