[發明專利]一種靶向調控白色脂肪棕色化的DNA納米花藥物制備方法

有效

• 申請號: 202110227528.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112587670B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 許文濤;賀曉云;黃昆侖;陳旭;蘭欣悅
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A61K47/54
• 分類號: A61K47/54;A61K31/255;A61P3/04;B82Y5/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京領科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11690
• 代理人: 張丹

本發明公開了靶向調控能量代謝的DNA納米花藥物及其制備方法與應用，該藥物由脂肪細胞靶向的DNA納米花NF（Nano Flowers）和大蒜素A（Allicin）組成。大蒜素通過多種相互作用力與核酸發生作用并結合在DNA納米花表面；生成的DNA納米花具有脂肪細胞靶向性和大蒜素高效裝載能力。本發明的DNA納米花藥物，對脂肪細胞有很好的靶向性，相比較于單鏈DNA適配體，形成的DNA納米花對脂肪細胞的靶向能力更強且穩定性更高，可以特異性的進入脂肪細胞；而大蒜素具有很好的調節能量代謝能力，可調控白色脂肪棕色化，兩者結合后，可以特異性的遞送大蒜素進入脂肪細胞，因而構建的DNA納米花藥物可以起到靶向到肥胖組織精準調控能量代謝的目的且具有較高的生物安全性。

技術領域

本發明屬于生物納米藥物技術領域，具體涉及一種靶向調控白色脂肪棕色化的DNA納米藥物及其制備方法與應用。

背景技術

肥胖已被世界衛生組織認定為世界上最嚴重的公共衛生疾病，嚴重影響人民生活質量，誘導各類重大疾病及并發癥。目前，對于肥胖的臨床治療策略及臨床研究主要通過控制人體能量攝取、吸收以及機體的新陳代謝等途徑進行的。但是，目前關于肥胖的抵制策略效果欠佳，且存在明顯的個體差異性。同時，絕大多數抗肥胖藥物常常引起嚴重的副作用，從而導致治療的失敗，嚴重時甚至威脅到患者的生命安全。因此，發展安全、有效的、通用的肥胖及其并發癥的治療策略對于提高患者生活質量，降低能量代謝失調所引發的重大疾病產生具有非常重要的意義。科學家發現隨著機體對營養物質的過量吸收，過多的能量不斷在白色脂肪中積累，就會導致肥胖及代謝失調。因此，可以通過激活棕色脂肪組織，增加能量產出，來燃燒儲存的脂肪以達到改善能量代謝的目的。

白色脂肪組織和棕色脂肪組織在調節能量平衡方面發揮重要作用。白色脂肪組織以脂滴的形式存儲能量，當能量攝入超過能量消耗時，脂肪組織積累引起肥胖。棕色脂肪組織依賴其線粒體內膜上的解耦聯蛋白1（uncoupling protein 1，UCP1)以產熱的方式消耗能量。然而，棕色脂肪在成人體內表達量很低，通過刺激白色脂肪細胞產生棕色樣脂肪細胞，激活后的棕色樣脂肪細胞表達UCP1和生熱基因的能力顯著高于棕色脂肪。與棕色脂肪發揮功能相關的信號通路主要有棕色脂肪細胞分化形成、產熱、線粒體生物合成、脂肪酸代謝等通路。其中，與能量代謝密切相關的基因包括Ucp1, Cpt1, Pgc1家族基因等。KLF15在脂肪細胞中高度表達，并且在棕色脂肪細胞分化過程中起重要作用，可能與激活UCP1的表達有關。PGC-1α能夠促進線粒體的生物合成，調節適應性產熱。AMPK（AMP-activatedprotein kinase）即AMP依賴的蛋白激酶，是生物能量代謝調節的關鍵分子，控制PGC-1α的表達和線粒體生物合成。CPT1是存在于線粒體內膜的一類酰基轉移酶，在轉運脂肪酸通過線粒體內膜的過程中起重要作用，被公認為決定脂肪酸氧化速率的有效因子。因此，通過DNA納米花裝載大蒜素靶向到脂肪組織，促進白色脂肪棕色化，通過激活相關基因或蛋白表達，上調線粒體生物合成、提高產熱能力來調控能量代謝，是對抗代謝失調，緩解肥胖的有效策略。

發明內容

本發明的目的是提供一種生物安全性高，結構穩定性好、尺寸可調，且具有靶向脂肪細胞，調節能量代謝作用的DNA納米藥物及其制備方法與應用。

本發明這種脂肪細胞靶向的DNA納米藥物，由脂肪細胞靶向的DNA納米花和大蒜素通過1）與胸腺嘧啶分子結合；2）嵌入核酸小溝內；3）與含氮堿基上正電荷的靜電相互作用結合而成；生成的DNA納米花具有脂肪細胞靶向性和大蒜素高效裝載能力，裝載大蒜素后其與大蒜素的濃度比可達到1:1000～10000，對大蒜素具有高效裝載能力。所述的脂肪細胞靶向的DNA納米花平均尺寸為0.6～1 μm。

所述的脂肪細胞靶向的DNA納米花，包含如SEQ ID NO:1所示的DNA適配體序列重復單元，該序列通過與金屬鎂離子堆積形成片層狀的DNA納米花結構，裝載大蒜素后，具有一定地抵抗體內復雜環境降解能力。

本發明這種脂肪細胞靶向的DNA納米花的制備方法，包括以下步驟：