仿生型自组装球形核酸纳米颗粒及其制备方法与用途技术

本发明专利技术涉及一种仿生型自组装球形核酸纳米颗粒及其制备方法与用途，核酸纳米颗粒是采用两亲性单体分子作为自组装基元并通过自组装制备而成的纳米颗粒；两亲性单体分子是采用疏水性分子与亲水性的核酸分子合成。本发明专利技术提供的纳米颗粒，疏水层与亲水层分子均可负载不同特性的药物、抗原或佐剂，作为载体可应用于药物或疫苗等领域；该颗粒直径为151.20±2.43nm，PDI为0.19±0.03nm，电位为‑28.8mV；细胞吞噬颗粒后，所载药物可以游离的形式发挥作用；以二硫键连接的单体分子，在体内环境下不稳定，容易断开，各药物能快速释放发挥作用；该体系制备过程条件温和，保证了纳米颗粒所载药物或疫苗的活性及安全性。

Bionic self-assembled spherical nucleic acid nanoparticles and preparation methods and uses thereof

The invention relates to a biomimetic self-assembled spherical nucleic acid nanoparticle and its preparation method and application. The nucleic acid nanoparticle is a nanoparticle prepared by using amphiphilic monomer as self-assembled unit and self-assembled; the amphiphilic monomer molecule is synthesized by using hydrophobic molecule and hydrophilic nucleic acid molecule. The nanoparticles, hydrophobic layer and hydrophilic layer molecules can be loaded with drugs, antigens or adjuvants with different characteristics, and can be used as carriers in the fields of medicine or vaccine; the diameter of the nanoparticles is 151.20 (?) 2.43 nm, the PDI is 0.19 (?) 0.03 nm, and the potential is 28.8 mV. The monomers linked by disulfide bonds are unstable and easy to break off in vivo, and the drugs can be released quickly. The preparation process of the system is mild, which ensures the activity and safety of the drugs or vaccines contained in the nanoparticles.

【技术实现步骤摘要】
仿生型自组装球形核酸纳米颗粒及其制备方法与用途
本专利技术涉及药物递送、药物载体、疫苗载体、疫苗佐剂及生物
，具体涉及一种仿生型自组装球形核酸纳米颗粒及其制备方法与用途。
技术介绍
纳米载体在医学领域的应用极为广泛，在医药领域，纳米粒使药物、抗原或佐剂在人体内的递送方面具有独特的优势。其中，仿生型纳米递送系统通过模仿生物系统的结构和功能，可有效降低传统纳米粒的免疫原性和副作用，成为理想的候选递送系统。甘油酯或甘油磷酸乙醇胺是机体的正常组分，参与机体代谢或者功能，尤其甘油磷脂是生物膜重要的构成成分，具有良好的生物相容性，其在体内的代谢产物对机体无毒无害，安全性高，是优良的仿生生物材料。如何将甘油酯或甘油磷酸乙醇胺应用于制备载体，是重要的研究方向。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术目的在于提供一种仿生型自组装球形核酸纳米颗粒及其制备方法与用途，以利用仿生和自组装技术，提供一种安全高效稳定的仿生型自组装纳米颗粒。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术提供了一种核酸纳米颗粒，核酸纳米颗粒是采用两亲性单体分子作为自组装基元并通过自组装制备而成的纳米颗粒；两亲性单体分子是采用疏水性分子与亲水性的核酸分子合成。优选地，核酸纳米颗粒为球形核酸纳米颗粒；核酸纳米颗粒的直径为148.77～153.63nm；核酸纳米颗粒的分散度指数(PDI)为0.16～0.22。优选地，疏水性分子为疏水性的甘油酯分子和/或者疏水性的磷脂分子；疏水性的甘油酯分子为1,3-二亚麻酸甘油酯和/或1,2-二油酰-SN-甘油-3-磷酸乙醇胺。优选地，亲水性的核酸分子选自寡聚脱氧核苷酸、小干扰RNA和核酸适配体中的一种或多种。本专利技术还提供一种核酸纳米颗粒，单体分子为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)中的一种或多种；其中，式(Ⅰ)为：式(Ⅱ)为：式(Ⅲ)为：式(Ⅳ)为：式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)中的R1、R2为任一脂肪链，核酸选自寡聚脱氧核苷酸、小干扰RNA和核酸适配体中的一种或多种。本专利技术保护核酸纳米颗粒的用途，尤其是在药物递送、药物载体、疫苗载体、疫苗佐剂等
的应用。本专利技术还保护核酸纳米颗粒负载药物、抗原或佐剂形成的复合物。本专利技术还保护核酸纳米颗粒负载药物、抗原或佐剂形成的复合物的用途，尤其是在药物递送、药物载体、疫苗载体、疫苗佐剂等
的应用。本专利技术还提供了一种核酸纳米颗粒的制备方法，包括步骤：S1：将甘油酯和交联剂混合，室温下搅拌反应4～8h后与功能性寡聚脱氧核苷酸混合，室温下搅拌反应过夜，然后透析、冻干；S2：将待负载物与3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯混合，室温下搅拌反应4～8h后与功能性寡聚脱氧核苷酸混合，室温下搅拌反应过夜；S3：将S1得到的溶液和S2得到的溶液混合，加入角鲨烯，室温下1000～1500rpm搅拌2～4h，然后透析、冻干，得到核酸纳米颗粒。优选地，S1中，甘油酯的体积与交联剂的质量的比值为(100～200)μL：(3～5)mg，甘油酯的体积与功能性寡聚脱氧核苷酸的体积的比值为(100～200)μL：(200～500)μL；甘油酯为1,3-二亚麻酸甘油酯或1,2-二油酰-SN-甘油-3-磷酸乙醇胺；交联剂为叠氮化钠或3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯；功能性寡聚脱氧核苷酸为CPG-ODN或BCL2-ODN；S2中，待负载物的质量与3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯的质量的比值为(2～5)mg：(4.5～5.5)mg，待负载物的质量与功能性寡聚脱氧核苷酸的体积的比值为(2～5)mg：(200～500)μL；待负载物选自药物、抗原或佐剂中的一种或多种；优选为鸡卵清蛋白或阿糖胞苷；功能性寡聚脱氧核苷酸为Anti-CPG-ODN或Anti-BCL2-ODN；S3中，甘油酯的体积与待负载物的质量的比值为(100～200)μL：(2～5)mg，甘油酯的体积与角鲨烯的体积的比值为(100～200)μL：(50～100)μL；S1和S3中，透析采用的是透析袋，透析后收集的是分子量大于1000kD的物质。需要说明的是，本专利技术采用的CPG-ODN的序列(SEQIDNO.1)为：5’-TCCATGACGTTCCTGACGTT-3’；Anti-CPG-ODN的序列(SEQIDNO.2)为：5’-AACGTCAGGAACGTCATGGA-3’；BCL2-ODN的序列(SEQIDNO.3)为：5’-ATGGCGCACGCTGGGAGAAAA-3’；Anti-BCL2-ODN的序列(SEQIDNO.4)为：5’-TTTTCTCCCAGCGTGCGCCAT-3’；CPG-ODN、Anti-CPG-ODN、BCL2-ODN和Anti-BCL2-ODN均购买于生工生物工程(上海)股份有限公司。本专利技术提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本专利技术将具有亲水特性的甘油酯或者磷脂与亲水性的核酸分子合成两亲性单体分子，并以此为自组装基元通过自组装制备纳米粒，即具有3D结构的仿生型球形核酸纳米粒，球形核酸的3D结构有利于维持脂质纳米囊粒结构的稳定性；该纳米粒亲水端可为功能核酸分子，疏水端是具有良好生物相容性的仿生型的生物材料；疏水层与亲水层分子均可负载不同特性的药物、抗原或佐剂，作为载体应用于药物或疫苗领域；在构建球形核酸纳米粒时，将具有氧化还原响应性的二硫键引入不同功能分子间的合成中，可以实现药物在细胞内的可控释放以及各功能分子以游离形式发挥作用；(2)本专利技术提供的纳米颗粒，直径为151.20±2.43nm，分散度指数(PDI)为0.19±0.03nm，电位为-28.8mV，1,3-二亚麻酸甘油酯与鸡卵清蛋白分别位于球形纳米颗粒内外，角鲨烯位于脂质层；细胞吞噬颗粒之后，纳米颗粒负载的药物可以游离的分子形式发挥作用；以二硫键连接的单体分子，在体内环境下不稳定，很容易断开，各药物能快速释放发挥作用；(3)本专利技术提供的制备过程条件温和，保证了纳米颗粒所载药物或疫苗的活性及安全性；原料廉价易得，工艺简单易行。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1为本专利技术实施例五中叠氮化1,3-二亚麻酸甘油酯的红外光谱图；图2为本专利技术实施例七中1,2-二油酰-SN-甘油-3-磷酸乙醇胺与CPG-ODN成功偶联电泳图；图3为本专利技术实施例七制备得到的球形核酸纳米颗粒粒径图；图4为本专利技术实施例八中1,2-二油酰-SN-甘油-3-磷酸乙醇胺与BCL2-ODN成功偶联电泳图；图5为本专利技术实施例九中激光共聚焦图(50μm)；图6为本专利技术实施例九中激光共聚焦图(20μm)；图7为本专利技术实施例九中激光共聚焦图(10μm)；图8为本专利技术实施例九中流式细胞术实验结果图(CD40)；图9为本专利技术实施例九中流式细胞术实验结果图(CD80)；图10为本专利技术实施例九中流式细胞术实验结果图(CD86)；图11为本专利技术实施例九中的细胞存活率结果图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。下述实施例中的实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸纳米颗粒，其特征在于：所述核酸纳米颗粒是采用两亲性单体分子作为自组装基元并通过自组装制备而成的纳米颗粒；所述两亲性单体分子是采用疏水性分子与亲水性的核酸分子合成。

【技术特征摘要】
1.一种核酸纳米颗粒，其特征在于：所述核酸纳米颗粒是采用两亲性单体分子作为自组装基元并通过自组装制备而成的纳米颗粒；所述两亲性单体分子是采用疏水性分子与亲水性的核酸分子合成。2.根据权利要求1所述的核酸纳米颗粒，其特征在于：所述核酸纳米颗粒为球形核酸纳米颗粒；所述核酸纳米颗粒的直径为148.77～153.63nm；所述核酸纳米颗粒的分散度指数为0.16～0.22。3.根据权利要求1所述的核酸纳米颗粒，其特征在于：所述疏水性分子为疏水性的甘油酯分子和/或疏水性的磷脂分子；所述疏水性的甘油酯分子为1,3-二亚麻酸甘油酯和/或1,2-二油酰-SN-甘油-3-磷酸乙醇胺。4.根据权利要求1所述的核酸纳米颗粒，其特征在于：所述亲水性的核酸分子选自寡聚脱氧核苷酸、小干扰RNA和核酸适配体中的一种或多种。5.一种核酸纳米颗粒，其特征在于：所述核酸纳米颗粒的单体分子为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)中的一种或多种；其中，式(Ⅰ)为：式(Ⅱ)为：式(Ⅲ)为：式(Ⅳ)为：式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)和式(Ⅳ)中的R1、R2为任一脂肪链，核酸选自寡聚脱氧核苷酸、小干扰RNA和核酸适配体中的一种或多种。6.权利要求1-5任一项所述的核酸纳米颗粒的用途。7.权利要求1-5任一项所述的核酸纳米颗粒负载药物、抗原或佐剂形成的复合物。8.权利要求7所述的复合物的用途。9.一种核酸纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1：将甘油酯和交联剂混合，室温下搅拌反应4～8h后与功能性寡聚脱氧核苷酸混合，室温下搅拌反应过夜，然后透析、冻干；S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兰霞，刘佳乐，孔德领，冷希岗，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12