[發(fā)明專利]一種新型端粒酶觸發(fā)DNA納米機器及其構建方法

有效

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• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113368239B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 李英;付卓林;任春年;程思敏;石穎
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104
• 代理人: 付麗麗

本發(fā)明公開了一種端粒酶觸發(fā)DNA納米機器及其構建方法，其包括金納米粒子、探針機械臂序列S1、端粒酶引物序列S2、ATP適體序列S3、反義DNA序列S4，探針機械臂序列S1 5'端的巰基連接在金納米粒子上，探針機械臂序列S1靠近3'端的部分序列形成環(huán)狀結構，端粒酶引物序列S2與探針機械臂序列S1互補雜交形成莖?環(huán)結構，ATP適體序列S3 3'端的巰基連接在金納米粒子上，反義DNA序列S4與ATP適體序列S3互補雜交，所述反義DNA序列S4的3'端修飾光敏劑，所述ATP適體序列S3 5'端修飾雙模式成像基團。以腫瘤細胞內的端粒酶觸發(fā)DNA納米機器，高豐度的ATP作為驅動，釋放反義DNA及光敏劑，實現腫瘤細胞基因治療、光動力治療聯合治療、端粒酶的檢測及腫瘤細胞的雙模式成像。

技術領域：

本發(fā)明涉及腫瘤的診療一體化及腫瘤細胞的光譜成像領域，尤其是涉及腫瘤微環(huán)境響應的DNA納米機器用于腫瘤的基因治療與光動力治療(PDT)的協同治療、腫瘤標志物端粒酶的雙模式成像及檢測。

背景技術：

基于DNA納米機器的方法被開發(fā)用于檢測癌癥生物標記物及癌癥的治療。DNA納米機器是通過DNA的自組裝來構建的，可以通過與目標分子或環(huán)境因素的相互作用而改變。在檢測腫瘤生物標記物方面，一些類型的DNA納米機器被設計為識別單元，將DNA納米機器與反應物反應產生的信號進行一定的轉換，如光、電信號等，而另一些則參與生物傳感器的設計，以提高其靈敏度。DNA納米機器的優(yōu)點主要包括靈敏度高、特異性好、靈活性和生物相容性好。有趣的是，DNA探針與新型納米技術的結合創(chuàng)造了獨特的生物標志物檢測能力。

人端粒酶在許多生物過程中起著至關重要的作用。它可以在DNA末端添加重復核苷酸序列。端粒酶在超過85％～90％的人類癌細胞中過度表達，導致它們無休止地分裂，使腫瘤細胞持續(xù)生長。端粒酶在正常人體組織中的表達極低。端粒酶作為腫瘤細胞中代表性的蛋白質生物標志物，已在早期癌癥診斷中應用。ATP作為直接能量來源，是參與調節(jié)活細胞生物通路的普遍介質。細胞內ATP異常與很多惡性病癥的發(fā)生有關，如惡性腫瘤等。因此，ATP可以聯合其他標志物，進行癌癥的相關診斷、監(jiān)測。鑒于端粒酶與ATP在腫瘤細胞內的過度表達，搭建以端粒酶或ATP為驅動的DNA納米機器更加有利于腫瘤的早期檢測和監(jiān)測。此外，鑒于正常細胞和癌細胞端粒酶活性的巨大差異可作為設計端粒酶應答型藥物載體的生物學原理，使其比傳統的刺激應答型藥物傳遞系統(Stimuli-responsive drug deliverysystems,DDS)更精確、更容易控制藥物釋放。因此，檢測端粒酶活性對癌癥了解、預后、治療、有很大的意義。

發(fā)明內容：

基于上述情況，本發(fā)明目的在于設計一種端粒酶觸發(fā)DNA納米機器探針及其構建方法，用于腫瘤細胞熒光-表面增強拉曼散射(SERS)雙模式成像及基因治療與PDT協同治療。

為了實現上述目的，本發(fā)明涉及的一種新型端粒酶觸發(fā)DNA納米機器，包括金納米粒子、探針機械臂序列S1、端粒酶引物序列S2、ATP適體序列(探針軌道序列)S3、反義DNA序列S4，探針機械臂序列S1 5'端的巰基連接在金納米粒子上，探針機械臂序列S1靠近3'端的部分序列形成環(huán)狀結構，端粒酶引物序列S2與探針機械臂序列S1堿基互補雜交形成莖-環(huán)結構，ATP適體序列S3 3'端的巰基連接在金納米粒子上，反義DNA序列S4與ATP適體序列S3堿基互補雜交，

其中，S1序列為5'-SH-GGG TTA GGG CTT CCT CCG CAA TTT TTT TTT TTT TTTTTT TT CCC TAA CCC TAA CTC TGC TCG ACG GATT TTT-3'，

S2序列為5’-AAT CCG TCG AGC AGA GTT-3’，

S3序列為5'-ACC TGG GGG AGT ATT GCG GAG GAA GGT TGG-SH-3'，