[發(fā)明專利]一種控制細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞表面工程方法及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011306746.7
• 申請(qǐng)日: 2020-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN112410295B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢若燦;周澤蕊;陸藝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N5/0783
• 分類號(hào): C12N5/0783;C12N5/09;C12N5/071
• 代理公司: 上海三和萬國知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31230
• 代理人: 侯佳猷

本發(fā)明提供一種控制細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞表面工程方法，在DNAzyme和對(duì)應(yīng)底物的堿基序列同一端分別修飾長酯鏈，所述DNAzyme和對(duì)應(yīng)底物通過長酯鏈分別修飾需要控制的細(xì)胞，利用所述DNAzyme與所述對(duì)應(yīng)底物結(jié)合實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間聚集，加入DNAzyme對(duì)應(yīng)金屬離子導(dǎo)致對(duì)應(yīng)底物斷裂從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞解離。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，(1)DNAzyme和底物脂修飾末端允許其固定在細(xì)胞膜上，利用DNAzyme和底物的特性實(shí)現(xiàn)了多細(xì)胞球體間的細(xì)胞間動(dòng)態(tài)可控調(diào)節(jié)；(2)能使T細(xì)胞球更加靠近HeLa細(xì)胞球，實(shí)現(xiàn)了T細(xì)胞球形體的遷移，從而促使T細(xì)胞更好攻擊腫瘤細(xì)胞，顯示了作為一種新的治療工具在癌癥治療中的應(yīng)用潛力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及細(xì)胞表面工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種控制細(xì)胞間相互作用的方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

細(xì)胞膜是由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖組成的高度復(fù)雜的生物邊界，保護(hù)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)不受環(huán)境的影響。作為一種保護(hù)壁，細(xì)胞膜是一個(gè)多功能平臺(tái)，容納許多必需的蛋白質(zhì)和配體。因此，細(xì)胞功能和細(xì)胞行為有望通過細(xì)胞表面工程來調(diào)控。目前，細(xì)胞膜的修飾已成功地應(yīng)用于細(xì)胞間偶聯(lián)、相互作用和組織工程。由于配體和受體的結(jié)合可以誘導(dǎo)細(xì)胞間的主-客體相互作用，所以細(xì)胞自下而上的組裝通常是通過使用可識(shí)別的配體和受體修飾細(xì)胞膜來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用最廣泛的細(xì)胞表面工程方法是基因工程，它是穩(wěn)健和有效的。然而，轉(zhuǎn)染過程是復(fù)雜和昂貴的，因此研究人員開始發(fā)展非遺傳的方法，將分子或顆粒直接附著在細(xì)胞表面，例如使用疏水相互作用，將脂質(zhì)固定單元插入具有可識(shí)別配體的細(xì)胞膜。利用這些方法，可以很容易地在細(xì)胞膜上表達(dá)阿帕塔蛋白、肽、聚糖和具有脂質(zhì)尾部的納米結(jié)構(gòu)，從而為細(xì)胞組裝提供了一種方便有效的方法。然而，可調(diào)的分解聚集的細(xì)胞組件仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)榇蠖鄶?shù)現(xiàn)有的研究沒有集中在分解控制。因此，我們迫切需要找到一種簡單的策略來實(shí)現(xiàn)可控制的細(xì)胞間相互作用，包括組裝和拆卸過程。

通過細(xì)胞表面工程調(diào)控細(xì)胞相互作用和細(xì)胞行為在生物學(xué)研究中具有重要意義。而DNAzyme是利用體外分子進(jìn)化技術(shù)合成的一種單鏈DNA片段，具有高效的催化活性和結(jié)構(gòu)識(shí)別能力。迄今為止，已合成大量具有各種催化功能的脫氧核酶。脫氧核酶大都由結(jié)合部位和催化部位組成。結(jié)合部位通過堿基配對(duì)與底物RNA分子結(jié)合；而催化部位在RNA分子的一個(gè)未配對(duì)的嘌呤和一個(gè)已配對(duì)的嘧啶堿基處切割RNA。改變結(jié)合部位的堿基序列就可作用于不同底物RNA靶分子。部分單鏈DNA分子依靠自身結(jié)構(gòu)的變化具有RNA切割作用，也有的DNAzyme需要輔因子，如氨基酸及Mg²⁺，Pb²⁺，Zn²⁺，Mn²⁺，Cu²⁺等二價(jià)金屬離子。

邏輯門是指具有邏輯關(guān)系的系統(tǒng)。如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做'或'邏輯關(guān)系。具有'或'邏輯關(guān)系的系統(tǒng)叫做或門。如果幾個(gè)條件中，只有所有條件得到滿足，某事件才會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系。具有“與”邏輯關(guān)系的系統(tǒng)叫做或門。在此，我們報(bào)道了一種基于DNAzyme實(shí)現(xiàn)可控、邏輯門控的細(xì)胞-細(xì)胞相互作用的策略。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于DNAzyme實(shí)現(xiàn)可控、且可邏輯門控的細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞表面工程方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種控制細(xì)胞間相互作用的細(xì)胞表面工程方法，在DNAzyme和對(duì)應(yīng)底物的堿基序列同一端分別修飾長酯鏈，所述DNAzyme和對(duì)應(yīng)底物通過長酯鏈分別修飾需要控制的細(xì)胞，利用所述DNAzyme與所述對(duì)應(yīng)底物結(jié)合實(shí)現(xiàn)細(xì)胞間聚集，加入DNAzyme對(duì)應(yīng)金屬離子導(dǎo)致對(duì)應(yīng)底物斷裂從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞解離。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述長酯鏈包括膽固醇，二十八烷酸，丙烯酸十八酯或二十酸花生酸中的一種或多種。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，在DNAzyme和對(duì)應(yīng)底物的堿基序列另一端分別修飾熒光基團(tuán)，便于觀察記錄，所述熒光基團(tuán)包括FAM，CY3，CY5，F(xiàn)ITC，羅丹明或熒光素中的一種或多種。

作為一個(gè)優(yōu)選方案，所述需要控制的細(xì)胞包括T細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞。