脑靶向石墨烯量子点及其基因复合物、制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种脑靶向石墨烯量子点，由石墨烯量子点和脑靶向肽通过酰胺化反应得到；与lncRNA

【技术实现步骤摘要】
脑靶向石墨烯量子点及其基因复合物、制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物医药
，具体涉及脑靶向石墨烯量子点及其基因复合物、制备方法和应用。

技术介绍

[0002]帕金森病是最常见的神经系统退行性疾病，我国65岁以上人群总体患病率高达1700/10万，且随年龄增长而升高，给家庭和社会带来沉重的负担。临床上帕金森病治疗是以药物治疗为主，辅以手术治疗、运动疗法、心理疏导及护理的综合治疗方式。药物治疗可有效改善症状，但长期口服药物易产生耐药性和副作用，诱使疾病进展和症状加重。
[0003]细胞替代治疗(Cell Replacement Therapy,CRT)作为神经退行性病变干细胞治疗的新探索，利用功能性多巴胺能神经元(Dopaminergic Neurons，DANs)移植替代黑质
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纹状体通路缺失或改善DANs功能障碍，促进多巴胺分泌，极具应用价值和前景。相对于外源性CRT治疗直接注射干细胞，存在干细胞来源受限、安全性不明确、移植存活率较低等问题，拓展内源性CRT治疗，即通过外源性刺激诱导宿主内源性神经干细胞(Neural Stem Cells，NSCs)增殖、迁移至损伤部位并原位分化为局部细胞，继而结构性和功能性修复受损组织，对黑质
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纹状体通路缺失或功能障碍的DANs进行内源性补充与保护，以有效逆转帕金森病进程，有望从根本上提高帕金森病治疗效果。由于内源性神经再生率易受自体神经损伤或退化而波动，如何有效促进内源性NSCs募集分化以稳定提高内源性神经再生率成为该领域的关键问题。
[0004]最新研究表明，长链非编码RNA(Long Non
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coding RNA，lncRNA)与PD关系密切，在神经干细胞的自我更新、增殖和分化中发挥十分重要的作用，同时还参与许多经典信号通路交互作用，实现对神经干细胞的调控，与帕金森病关系密切。lncRNA大量分布于中枢神经系统，在脑发育、神经元功能稳定、神经干细胞分化、神经退行性疾病如阿尔兹海默病、帕金森病、亨廷顿病、肌萎缩侧索硬化等多种神经系统疾病发生发展过程中起重要调控作用。其中lncRNA
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Hh的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示。
[0005]然而，现有技术中还不能实现靶向递送长链非编码RNA穿透血脑屏障，用于内源性CRT治疗，进而从根本上提高帕金森病治疗效果。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种脑靶向石墨烯量子点，作为脑靶向纳米基因载体，可用于高效负载、靶向递送lncRNA
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Hh进行帕金森病的治疗。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种脑靶向石墨烯量子点，由石墨烯量子点和脑靶向肽通过酰胺化反应得到。
[0009]石墨烯量子点(Graphene Quantum Dots，GQDs)是一种准零维的纳米材料，具有独特的物理、化学性质，在生物载药和生物成像等医用领域也极具应用价值。GQDs为碳原子组成的单层或多层片状结构，可以作为优良的药物和基因载体，具有高负载性以及良好的生
物相容性，结合其本身的纳米级尺寸特性，有助于穿越血脑屏障(Blood
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brain barrier，BBB)递送药物和基因，从而优化给药途径、提高给药效率。另一方面，GQDs还具有稳定的荧光特性，可以避免常规荧光标记的光漂白缺点，不易出现光衰减失去荧光性，在作为载体递送药物和基因的同时，还可以进行无创的可视化示踪，有望为诊断和治疗提供准确可靠的实时信息。近几年来，利用GQDs丰富的结构可修饰性，通过连接具有不同功能的结构，大大拓展了其在神经疾病领域包括帕金森病治疗的应用前景。有关研究发现石墨烯量子点能够穿透BBB并有效抑制帕金森病中的α
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共核蛋白形成纤维化聚集体。此外，石墨烯量子点不仅在体外和体内均没有明显的体内毒性，还能够挽救神经元死亡和突触丢失，减少路易小体形成等，通过对其进行适当的修饰，有望开发治疗蛋白异常聚集导致的神经疾病的新型药物。
[0010]在构建脑靶向给药载体时，随着噬菌体展示技术的发展，筛选出了一些低毒、与血脑屏障特异性受体选择性结合的脑靶向肽，能够高效结合、穿透BBB提高载体递送效率，如RGD、B6和RVG29等，可以特异性结合神经元细胞表达的乙酰胆碱受体，为通过BBB递送siRNA提供了很好的潜力。
[0011]本专利技术的脑靶向石墨烯量子点是一种安全高效的脑靶向递送载体，由于脑靶向肽为内源性神经保护肽，将脑靶向肽连接到石墨烯量子点上得到脑靶向石墨烯量子点，可以促进神经前体细胞和神经元的新生，可作为脑靶向纳米基因载体用于高效负载、靶向递送lncRNA
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Hh进行帕金森病的治疗；该纳米基因载体不仅具有良好的高负载性和BBB穿透性可以提高转染效率，而且具有稳定的荧光成像特性，无需绿色荧光蛋白标记，为可视化示踪诊断和治疗提供实时信息。
[0012]优选地，所述脑靶向肽是RVG29，脑靶向石墨烯量子点记为GQD@RVG29。其中，RVG29是一段含有29个氨基酸序列的多肽(YTIWMPENPRPGTPCDIFTNSRGKRASNG)，申请人发现，在脑靶向肽中，RVG29可以特异性结合神经元细胞表达的乙酰胆碱受体，靶向效率最高。
[0013]本专利技术还提供一种脑靶向石墨烯量子点基因复合物，由所述的脑靶向石墨烯量子点与lncRNA
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Hh复合而成，其中lncRNA
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Hh的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示。脑靶向石墨烯量子点基因复合物通过以脑靶向石墨烯量子点作为载体，靶向递送lncRNA
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Hh穿越血脑屏障靶，可用于对帕金森病的治疗。
[0014]本专利技术还提供一种脑靶向石墨烯量子点的制备方法，包括以下步骤：
[0015]配制石墨烯量子点溶液，加入EDC和NHS进行活化，然后加入脑靶向肽，搅拌反应后透析、冻干得到脑靶向石墨烯量子点。
[0016]进一步地，所述石墨烯量子点和所述脑靶向肽的重量比是(1：14)～(6：1)，EDC和NHS的重量之比是(0.5:1)～(1:1)，EDC的加入量至少是石墨烯量子点重量的1.2倍。在此优选条件下，石墨烯量子点与脑靶向肽完全反应。
[0017]具体地，石墨烯量子点的制备方法是：先制备氧化石墨烯，然后制备石墨烯量子点：将氧化石墨烯溶解于N，N
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二甲基甲酰胺中，超声处理，然后将混合溶液在100～300℃下加热，再冷却至25℃，收集黑色沉淀物，即为石墨烯量子点。
[0018]优选地，氧化石墨烯制备方法是：用含有K2S2O8和P2O5的H2SO4对石墨粉进行预氧化，然后将预氧化的石墨粉采用Hummers方法制备得到氧化石墨烯。通过该优选方式制备的氧化石墨烯再制备石墨烯量子点，量子点的粒径更小，穿透BBB更容易，使脑靶向纳米基因
载体的穿透性更稳定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脑靶向石墨烯量子点，其特征在于：由石墨烯量子点和脑靶向肽通过酰胺化反应得到。2.根据权利要求1所述的脑靶向石墨烯量子点，其特征在于：所述脑靶向肽是RVG29。3.一种脑靶向石墨烯量子点基因复合物，其特征在于：由权利要求1～2任一所述的脑靶向石墨烯量子点与lncRNA
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Hh复合而成，其中lncRNA
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Hh的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示。4.权利要求1～2任一所述的脑靶向石墨烯量子点的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配制石墨烯量子点溶液，加入EDC和NHS进行活化，然后加入脑靶向肽，搅拌反应后透析、冻干得到脑靶向石墨烯量子点。5.根据权利要求4所述的脑靶向石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：所述石墨烯量子点和所述脑靶向肽的重量比是(1：14)～(6：1)，EDC和NHS的重量之比是(0.5:1)～(1:1)，EDC的加入量至少是石墨烯量子点重量的1.2倍。6.根据权利要求4所述的脑靶向石墨烯量子点的制备方法，其特征在于：石墨烯量子点的制备方法是：先制备氧化石墨烯，然后制备石墨烯量子点：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，
申请(专利权)人：广州贝奥吉因生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：