可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器制造技术

本发明专利技术公开了一种可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器。本发明专利技术利用DNA纳米桶、正二十面体或截顶正二十面体(足球状)等DNA折纸结构，修饰与靶分子特异性结合的清除元件，从而得到可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器，该核酸纳米捕获器能够在体内外高效清除靶分子从而影响下游生物学效应，具体可用于增强细胞免疫功能，以及联合现有的抗肿瘤药物制备抗肿瘤的功能产品，生物学实验结果表明，靶向清除TGF

【技术实现步骤摘要】
可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器


[0001]本专利技术涉及可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器，特别涉及DNA纳米框架(DNA nanoframework，DNF)对具有生物活性的靶分子的体内体外清除，从而达到调节下游生物学信号的目的，属于DNA纳米


技术介绍

[0002]生物体内存在着多种微量但极为重要的效应分子，在复杂的生物体环境中发挥多种功能，例如具有运输脂质作用的低密度脂蛋白，起信号传输作用的多种细胞因子以及神经递质，凝血过程中的凝血因子等。当这些效应分子量维持在平衡状态时，机体的各项生理活动正常运行，当其处于失衡状态时，表示机体稳态被打破，多种病理过程随之而来。通过对处于失衡状态的效应分子进行调节，使其重新回到平衡状态，从而引起一系列下游病理生理状态的重构。
[0003]以细胞因子为例，细胞因子一般是由受到刺激的细胞产生，主要为免疫细胞。细胞因子具有高效性，在微摩尔甚至皮摩尔都可以起作用，细胞因子发挥着强大的免疫调节作用，对人类的生理和病理变化至关重要。细胞因子作为分子信使，允许免疫系统细胞彼此通信，以产生对靶抗原的协调，在许多疾病中具有调节和效应功能。但是在临床中，细胞因子治疗性药物的开发受到多种问题的阻碍。目前，细胞因子疗法主要面临以下几个方面的挑战：1)细胞因子广泛的细胞多效性引起机体系统性炎症反应；2)由于脱靶效应引起的细胞因子毒性反应；3)较为短暂的半衰期。
[0004]DNA纳米技术可以实现对分子在纳米级别的精确操纵，微摩尔或皮摩尔数量级的体内效应分子刚好可以完美适配DNA纳米技术的精确操纵范围，将其调整到安全范围内，避免大幅度调节引起系统性毒性反应。并且可以对DNA框架核酸纳米结构进行定制化外部修饰，增强其位置靶向性，从而降低小分子抑制剂或单克隆抗体等的毒性反应。因此，利用DNA纳米技术构建DNA纳米清除装置进行靶分子的调控是可行且非常有意义的。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：为了解决细胞因子疗法引起系统性炎症反应及毒性大的问题，本专利技术提供了一类DNA框架核酸纳米结构用以对循环中起负性免疫调节作用的细胞因子进行定量清除从而达到调控机体免疫反应的目的。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器，所述核酸纳米捕获器为修饰有清除元件的DNA折纸结构；所述清除元件为能够与靶分子特异性结合的核酸适配体、多肽和抗体中的任意一种；所述靶分子为免疫抑制性细胞因子(起负性免疫调节作用的细胞因子)；
[0007]所述DNA折纸结构为利用DNA折纸技术搭建而成的DNA纳米桶、正二十面体或截顶正二十面体(足球状)结构，其是通过环状长序列的重组M13噬菌体基因组DNA单链(p7560)和短序列的订书钉链及用于修饰清除元件的捕获订书钉链(锚定序列)按照碱基互补配对
原则杂交组装而成。
[0008]所述三维立体结构所有的边上的“订书钉链”都可被选为修饰位点，选定的修饰位点向结构内部或外部伸出一段锚定序列用于搭载清除元件。所述DNA折纸结构的分子量约5
×
106Dalton，外接球直径大于30纳米，且结构内外可以明确区分。较以往的若干条单链组装的框架结构，如正四面体、长方体等，折纸结构尺寸更大、可修饰位点更多，可进行数量位置可控的精确修饰。
[0009]优选地，所述靶分子为转化生长因子(TGF
‑
β1)，血管内皮生长因子(VEGF)，白介素6(IL
‑
6)，白介素10(IL
‑
10)，氧化低密度脂蛋白(ox
‑
LDL)和脂多糖(LPS)中的任意一种。
[0010]本专利技术还提供了上述可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器的制备方法，包括：利用DNA折纸技术搭建DNA折纸结构，将核酸适配体、多肽或抗体装配到锚定序列的互补序列上，对所述DNA折纸结构进行内部修饰清除基元；
[0011]其中，所述核酸适配体的装配方法包括：直接将需要修饰的核酸序列加在互补序列的末端，并利用分子杂交的方法通过互补序列与锚定序列结合将需要装配的核酸分子固定在结构内部；
[0012]所述多肽或抗体的装配方法包括：利用生物正交反应、化学反应或者蛋白偶联反应将蛋白或多肽与互补序列连接，并利用分子杂交的方法通过互补序列与锚定序列结合将多肽或抗体固定在结构内部。
[0013]所述生物正交反应包括但不局限于点击化学反应；所述化学反应包括但不局限于马来酰亚胺
‑
巯基的迈克尔加成反应等化学反应；所述偶联反应包括但不局限于利用生物素
‑
链亲和素、Ni
‑
NTA
‑
Histag、抗体
‑
抗原、核酸适配体
‑
蛋白、DNA结合蛋白(例如锌指蛋白)、SPDP、Sulfo
‑
SMCC、SNAP
‑
tag、Hag
‑
tag的偶联作用。
[0014]本专利技术还提供了上述可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器在体外清除靶分子中的应用。
[0015]本专利技术还提供了上述可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器在制备增强免疫细胞免疫功能的产品中的应用。
[0016]本专利技术还提供了一种靶向清除TGF
‑
β1蛋白的框架核酸纳米捕获器，为修饰有核酸适配体T8
‑1‑
3的DNA折纸结构；所述核酸适配体T8
‑1‑
3能够特异性结合TGF
‑
β1蛋白；
[0017]所述DNA折纸结构为利用DNA折纸技术搭建而成的DNA纳米桶、正二十面体或截顶正二十面体(足球状)结构，其是通过环状长序列的重组M13噬菌体基因组DNA单链(p7560)和短序列的订书钉链及用于修饰清除元件的捕获订书钉链(锚定序列)按照碱基互补配对原则杂交组装而成。
[0018]本专利技术还提供了上述靶向清除TGF
‑
β1蛋白的框架核酸纳米捕获器在制备增强免疫细胞免疫功能的产品中的应用。
[0019]本专利技术还提供了上述靶向清除TGF
‑
β1蛋白的框架核酸纳米捕获器联合免疫检查点抑制剂aPD
‑
L1在制备抗肿瘤产品中的应用。
[0020]优选地，所述的框架核酸纳米捕获器为为修饰有核酸适配体T8
‑1‑
3的DNA纳米桶折纸结构。
[0021]优选地，所述肿瘤包括肺癌、结直肠癌、胃癌、黑色素瘤、肾细胞癌和霍奇金淋巴瘤中的任意一种。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023](1)本专利技术提供的可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器基于特定的DNA折纸结构，可搭载不同数量的适配体、多肽、抗体等清除元件，具有高度的可设计性和对靶蛋白的定量清除能力，并且在框架内部进行锚点修饰清除元件，能够在限域空间内获得较高的局部浓度，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器，其特征在于，所述核酸纳米捕获器为修饰有清除元件的DNA折纸结构；所述清除元件为能够与靶分子特异性结合的核酸适配体、多肽和抗体中的任意一种；所述靶分子为免疫抑制性细胞因子；所述DNA折纸结构为利用DNA折纸技术搭建而成的DNA纳米桶、正二十面体或截顶正二十面体结构，其是通过环状长序列的重组M13噬菌体基因组DNA单链和短序列的订书钉链及用于修饰清除元件的捕获订书钉链按照碱基互补配对原则杂交组装而成。2.如权利要求1所述的可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器，其特征在于，所述靶分子为转化生长因子，血管内皮生长因子，白介素6，白介素10，氧化低密度脂蛋白和脂多糖中的任意一种。3.权利要求1或2所述的可特异性清除靶分子的框架核酸纳米捕获器的制备方法，其特征在于，包括：利用DNA折纸技术搭建DNA折纸结构，将核酸适配体、多肽或抗体装配到锚定序列的互补序列上，对所述DNA折纸结构进行内部修饰清除基元；其中，所述核酸适配体的装配方法包括：直接将需要修饰的核酸序列加在互补序列的末端，并利用分子杂交的方法通过互补序列与锚定序列结合将需要装配的核酸分子固定在结构内部；所述多肽或抗体的装配方法包括：利用生物正交反应、化学反应或者蛋白偶联反应将蛋白或多肽与互补序列连接，并利用分子杂交的方法通过互补序列与锚定序列结合将多肽或抗体固定在结构内部。4.权利要求1或2所述的可特异性清除靶分子的框架核酸纳米...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洋，陈晓，刘敦方，鲍宏亮，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属仁济医院，
类型：发明
国别省市：