一种基于DNA四面体框架核酸的生物可切换miR纳米复合物及其制备方法和用途

本发明属于核酸分子药物领域，具体涉及一种基于dna四面体框架核酸的生物可切换mir纳米复合物及其制备方法和用途。

背景技术：

1、microrna(mir)由于其调控着人体几乎所有的生命过程而在核酸药物领域扮演着举足轻重的角色，近年来，mir治疗成为了mir领域研究的一颗炙手可热的新星。简单来说，mir疗法就是通过使用mir模拟物来进行mir替代疗法或是通过mir抑制剂抑制mir的功能。然而，mir模拟物或mir抑制剂在血液中的半衰期非常短，主要是由于其内在的不稳定性而被血流中的大量核糖核酸酶所降解，这也极大程度的限制了mir疗法的应用。正因如此，更多的精力也被花费在了mir递送系统的研发，开发出了诸如病毒载体，脂质体，树枝状大分子等多样化的递送系统。但需要明确的是，上述递送系统存在着的潜在的生物安全性，高毒性和低转染率也使得绝大部分mir治疗停留在了临床前阶段。slack等人也提出，mir的递送载体的设计是mir治疗的主要挑战，作为mir递送载体最理想的候选者需要具备高稳定性，良好的生物学相容性和出色的运载效率。在药物递送领域，基于核酸的纳米材料因其能够利用waston-crick的碱基配对规则对几何形状和尺寸进行极富创造力的控制而优于其他载体。作为其中最重要的成员之一，基于自组装的框架核酸(fna)具有多重优势。

2、值得注意的是，和线性核酸相比，有一些fna能够通过与细胞之间的独特作用从而顺利的通过细胞膜屏障，这对于药物运载来说无疑是非常关键的。正是由于上述的结构特性与优势，极大程度地促进了fna在药物递送、组织再生、靶向治疗等领域的应用。研究表明21碱基边长的四面体具有更强的穿透细胞膜能力，而这种以四面体作为三维结构的fna主要通过“角攻击”模式来最小化静电排斥，最终通过小窝蛋白介导的途径而被细胞内化，这也体现出了tfna在细胞渗透中的结构依赖性。

3、尽管目前使用将核酸药物修饰在tfna顶点或悬挂在侧臂的方式实现了mirna的递送与mir治疗，然而这些方式不仅破坏了四面体这一结构特性，还增加了纳米结构的尺寸，这将使得tfna无法获得最佳的入胞效率和组织穿透能力。一个理想的mir运载系统需要确保mir稳定且完好无损地递送，然而上述的运载模式将mir暴露在载体外部，最终给mir的递送带来更多地不确定性。如何找到一种新的mirna递送方式以克服上述问题，需要进一步研究。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于dna四面体框架核酸的生物可切换mir纳米复合物及其制备方法和用途。

2、本发明提供了一种基于dna四面体框架核酸的纳米复合物，它是由3条寡核苷酸链和3条末端连接有酶切位点的micro rna通过碱基互补配对得到的四面体框架核酸；所述每条寡核苷酸链都由2条dna链和2条rna链按照rna1-dna1-rna2-dna2的顺序构成；

3、3条寡核苷酸链的dna1链通过碱基互补配对形成四面体框架核酸的3条边；3条末端连接有酶切位点的micro rna分别与寡核苷酸的rna1链、rna2链、dna2链通过碱基互补配对形成四面体框架核酸的另外3条边，其中，每条micro rna分别与一条寡核苷酸链的rna2链以及另一条相邻寡核苷酸链的rna1链通过碱基互补配对，micro rna末端连接的酶切位点与寡核苷酸链的dna2链通过碱基互补配对。

4、进一步地，所述micro rna为micro rna抑制剂或micro rna模拟物。

5、进一步地，所述3条micro rna为3条序列相同的micro rna。

6、进一步地，所述micro rna的3’末端连接有酶切位点。

7、进一步地，所述寡核苷酸链的序列如seq id no.1-3所示，所述micro rna的序列如seq id no.4所示；

8、或者，所述寡核苷酸链的序列如seq id no.5-7所示，所述micro rna的序列如seqid no.8所示。

9、本发明还提供了前述的纳米复合物的制备方法，它包括如下步骤：

10、将寡核苷酸链和micro rna加入tm缓冲液中，95℃维持10min，快速降温到4℃维持30min以上，即得。

11、进一步地，所述每条寡核苷酸链和micro rna的摩尔比为1:3；

12、优选地，所述每条寡核苷酸链的浓度均为1000nm；micro rna的浓度均为3000nm。

13、本发明还提供了前述的纳米复合物在制备小核酸药物中的用途。

14、进一步地，所述小核酸药物为以micro rna抑制剂为活性成分或以micro rna模拟物为活性成分的药物。

15、本发明还提供了前述的纳米复合物在制备抗衰老的药物中的用途；

16、优选地，所述药物为促进毛发生长的药物。

17、与现有技术相比，本发明的优势为：

18、本发明提供了一种基于dna四面体框架核酸的生物可切换micro rna纳米复合物，该复合物以dna四面体框架核酸为核酸骨架，外部环绕micro rna(mir)，实现将mir与dna四面体框架核酸融合，在保持小尺寸的同时还维持了dna四面体框架核酸的结构特点。相较于现有mir递送方式，本发明复合物具有组织渗透性，并且在复杂的血清环境中展示出了极为出色的稳定性。为了便于运载的mir进入细胞后更易被识别，本发明设计了dna-rna的杂合开关，使得复合物在进入细胞后就会被rnase h所触发，由三维结构转变为二维结构，使运载的mir发挥药效作用。总的来说，本发明构建了一个运载mir的理想载体，该载体具有出色的入胞能力和组织渗透性，高稳定性，良好的生物学相容性和出色的运载效率，本发明复合物的构建使得载体不再是mir治疗的一大短板，在mir治疗中具有良好的应用前景，同时也为其他核酸类似物(lna,pna)的递送提供了一条新思路。

19、显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

20、以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

技术特征：

1.一种基于dna四面体框架核酸的纳米复合物，其特征在于：它是由3条寡核苷酸链和3条末端连接有酶切位点的micro rna通过碱基互补配对得到的四面体框架核酸；所述每条寡核苷酸链都由2条dna链和2条rna链按照rna1-dna1-rna2-dna2的顺序构成；

2.根据权利要求1所述的纳米复合物，其特征在于：所述micro rna为micro rna抑制剂或micro rna模拟物。

3.根据权利要求1所述的纳米复合物，其特征在于：所述3条micro rna为3条序列相同的micro rna。

4.根据权利要求1所述的纳米复合物，其特征在于：所述micro rna的3’末端连接有酶切位点。

5.根据权利要求1～4任一项所述的纳米复合物，其特征在于：所述寡核苷酸链的序列如seq id no.1-3所示，所述micro rna的序列如seq id no.4所示；

6.权利要求1～5任一项所述的纳米复合物的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述每条寡核苷酸链和micro rna的摩尔比为1:3；

8.权利要求1～5任一项所述的纳米复合物在制备小核酸药物中的用途。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述小核酸药物为以microrna抑制剂为活性成分或以micro rna模拟物为活性成分的药物。

10.权利要求1～5任一项所述的纳米复合物在制备抗衰老的药物中的用途；

技术总结
本发明提供了一种基于DNA四面体框架核酸的生物可切换miR纳米复合物及其制备方法和用途，属于核酸分子药物领域。本发明纳米复合物是由3条寡核苷酸链和3条末端连接有酶切位点的micro RNA通过碱基互补配对得到的四面体框架核酸；每条寡核苷酸链都由2条DNA链和2条RNA链按照RNA<subgt;1</subgt;‑DNA<subgt;1</subgt;‑RNA<subgt;2</subgt;‑DNA<subgt;2</subgt;的顺序构成；3条寡核苷酸链的DNA<subgt;1</subgt;链通过碱基互补配对形成四面体框架核酸的3条边；3条末端连接有酶切位点的microRNA分别与寡核苷酸的RNA<subgt;1</subgt;链、RNA<subgt;2</subgt;链、DNA<subgt;2</subgt;链通过碱基互补配对形成四面体框架核酸的另外3条边，每条micro RNA分别与一条寡核苷酸链的RNA<subgt;2</subgt;链以及另一条相邻寡核苷酸链的RNA<subgt;1</subgt;链通过碱基互补配对，microRNA末端连接的酶切位点与DNA<subgt;2</subgt;链通过碱基互补配对。本发明构建了一个运载miR的理想载体。

技术研发人员：林云锋,李松航,田陶然,蔡潇潇
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12