一种细胞表面通用制造技术

本发明专利技术公开了一种细胞表面通用

【技术实现步骤摘要】
一种细胞表面通用DNA传感工具箱及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及
DNA
纳米
，特别是涉及一种细胞表面通用
DNA
传感工具箱及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]细胞作为生物体的关键组成部分，经过数十亿年的生物进化，通过自然信号感知
/
响应途径感知环境信号，通过细胞状态的变化
(
生长
、
分泌
、
迁移
、
粘附
、
分化
、
繁殖或死亡
)
做出反应，进而执行复杂的功能
。
通过将这些信号感应与不同的细胞状态反应重新组合，各种基因工程细胞，包括免疫细胞
、
干细胞和细菌，已经被开发出来，并应用于疾病的治疗，如肿瘤的破坏
、
炎症的控制和组织的修复
。
然而，看似庞大的信号传感
/
响应途径库很少用于基因工程
。
例如，工程免疫细胞通过抗原受体基因修饰实现特异性抗原识别和免疫激活
。
然而，抗原受体独特的结构和性质极大地限制了工程修饰的多样性
。
因为天然抗原受体的整个结合
‑
识别
‑
触发机制是为单个配体
‑
抗原蛋白量身定制的，从而阻碍了人工修饰抗原受体对其他类型配体
(
氢离子
、
活性氧或肿瘤微环境中的特征性疾病标志物
)
的反应的扩展
。
同样，工程细菌可用的信号传感
/
反应途径也有局限性
。
在工程细菌中常用的方法之一是双组分信号转导系统，在该系统中细菌通过控制基因表达来感知和响应环境变化
。
虽然这对大多数小分子信号传感器是可行的，但通过基因改造来感知蛋白质或核酸等生物大分子是困难的
。
[0003]独特的自我识别能力和高度可预测的自组装特性赋予了
DNA
设计和构建任意二维和三维结构的能力
。
近期，
DNA
纳米装置已被用于设计和功能化细胞膜，以控制细胞状态和编程细胞功能
。
具有可预测性和可设计性的
DNA
纳米装置被用于控制细胞粘附和相互作用，杀死肿瘤细胞，在空间中排列多个细胞，甚至合成三维组织
。
然而，虽然一系列细胞表面
DNA
纳米装置可以为单细胞状态控制和细胞功能定制，但缺乏从信号传感到细胞状态控制的集成和通用系统
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种细胞表面通用
DNA
传感工具箱及其制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，通过利用
DNA
纳米技术，构建细胞表面通用的传感工具箱，赋予细胞非常规信号的感知能力来调控细胞多种功能
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种
DNA
传感工具箱，包括
DNA
折纸框架，还包括分别组装在所述
DNA
折纸框架内表面和外表面的传感核心和锚定组块；
[0007]其中，所述传感核心包块传感开关和功能组件，所述传感开关为响应
H
+
的
I
‑
motif
传感开关，所述功能组件为核酸
‑
蛋白偶联物；所述锚定组块包括用于锚定细胞表面的核酸分子
。
[0008]优选的是，所述
I
‑
motif
传感开关包括第一链和第二链，其中，所述第一链通过碱
基互补配对连接于所述
DNA
折纸框架，所述第二链与所述功能组件偶联，所述第一链修饰荧光基团，所述第二链修饰淬灭基团，根据荧光的淬灭和恢复表征所述
I
‑
motif
传感开关的打开和关闭状态
。
[0009]优选的是，当
pH>
响应阈值时，所述第一链和所述第二链结合并保持稳定状态，荧光淬灭，开关关闭；当
pH<
响应阈值时，所述第一链折叠形成四链结构，所述第二链释放，荧光强度增强，开关打开
。
[0010]优选的是，所述第一链和所述第二链的摩尔比为
1:2
，所述第一链的核苷酸序列如
SEQ ID NO
：3所示，所述第二链的核苷酸序列如
SEQ ID NO
：4所示
。
[0011]优选的是，所述核酸
‑
蛋白偶联物包括
CV1
‑
PE38
和
CD47
‑
PD1。
[0012]优选的是，所述锚定组块包括
MUC1
适配体和胆固醇标记的核苷酸链
。
[0013]优选的是，所述细胞包括肿瘤细胞和免疫细胞
。
[0014]优选的是，所述
DNA
折纸框架是利用核酸自组装技术用
staple
链将
M13 ssDNA
固定而成
。
[0015]优选的是，将传感开关
、
功能组件
、
锚定组块和三棱柱折纸框架混合孵育进行组装，组装完成后，经超滤，得到所述
DNA
传感工具箱；其中所述传感开关
、
功能组件
、
锚定组块和三棱柱折纸框架的摩尔配比为
5:5:5:1。
[0016]本专利技术还提供所述的
DNA
传感工具箱的应用，所述应用包括：
[0017](1)
在制备调控肿瘤细胞凋亡的药物或者递药载体中的应用；
[0018](2)
在制备调控免疫细胞和肿瘤细胞互作控制方面的药物或者药物载体中的应用
。
[0019]本专利技术公开了以下技术效果：
[0020]本专利技术通过细胞表面工程改造重组细胞的天然信号感知
/
响应通路进而调控细胞功能，构建工程细胞用于重大疾病的诊疗是极具创新的发展方向
。
但天然细胞信号感知
‑
响应通路数量种类和自身结构属性的局限性
、
基因工程技术操作的复杂性
、
耗时以及存在干扰细胞天然状态的风险等问题极大地限制了基因工程策略对细胞表面工程化改造的普适性和灵活性
。
本专利技术利用
DNA
纳米技术，构建细胞表面通用的传感工具箱，赋予细胞非常规信号的感知能力来调控细胞多种功能
。
[0021]传感工具箱整体结构包括三棱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
DNA
传感工具箱，包括
DNA
折纸框架，其特征在于，还包括分别组装在所述
DNA
折纸框架内表面和外表面的传感核心和锚定组块；其中，所述传感核心包块传感开关和功能组件，所述传感开关为响应
H
+
的
I
‑
motif
传感开关，所述功能组件为核酸
‑
蛋白偶联物；所述锚定组块包括用于锚定细胞表面的核酸分子
。2.
如权利要求1所述的
DNA
传感工具箱，其特征在于，所述
I
‑
motif
传感开关包括第一链和第二链，其中，所述第一链通过碱基互补配对连接于所述
DNA
折纸框架，所述第二链与所述功能组件偶联，所述第一链修饰荧光基团，所述第二链修饰淬灭基团，根据荧光的淬灭和恢复表征所述
I
‑
motif
传感开关的打开和关闭状态
。3.
如权利要求2所述的
DNA
传感工具箱，其特征在于，当
pH>
响应阈值时，所述第一链和所述第二链结合并保持稳定状态，荧光淬灭，开关关闭；当
pH<
响应阈值时，所述第一链折叠形成四链结构，所述第二链释放，荧光强度增强，开关打开
。4.
如权利要求2所述的
DNA
传感工具箱，其特征在于，所述第一链和所述第二链的摩尔比为
1:2
，所述第一链的核苷酸序列如
SEQ ID NO
：3所示，所述第二链的核苷酸序列如
SEQ ID NO
：4所示

【专利技术属性】
技术研发人员：叶邦策，马培强，尹斌成，黄富文，谢雅琪，李虹锐，李华栋，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：