一种核酸药物复合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种核酸药物复合物及其制备方法和应用，所述核酸药物复合物由支链结构、修饰在所述支链结构上的功能元件以及连接所述支链结构的桥联结构组成；所述支链结构包括超分子和连接在所述超分子上的核酸支链；所述功能元件通过主客体识别组装在所述支链结构的超分子上；所述桥联结构包括核酸支链的互补链、二硫键和核酸药物；所述桥联结构作为连接链将多个支链结构连接起来形成核酸药物复合物。本发明专利技术通过合理的结构设计和序列设计，结合超分子体系的主客体识别功能，制备的核酸药物复合物可以装载靶向传递和可控释放等功能元件，实现了核酸药物的靶向传递和可控释放，在疾病的早期诊断、遗传病治疗和肿瘤治疗等领域具有重要的应用价值。

A nucleic acid drug complex and its preparation and Application

The invention provides a nucleic acid drug complex and a preparation method and application thereof. The nucleic acid drug complex is composed of a branch chain structure, a functional element modified on the branch chain structure and a bridge structure connected with the branch chain structure. The branch chain structure includes a supramolecule and a nucleic acid branch chain connected on the supramolecule. The functional element is assembled on the host guest recognition The bridge structure includes complementary chain, disulfide bond and nucleic acid drug of nucleic acid branch chain; the bridge structure is used as the connection chain to connect multiple branch chain structures to form nucleic acid drug complex. Through reasonable structure design and sequence design, combined with host guest recognition function of supramolecular system, the prepared nucleic acid drug complex can be loaded with functional elements such as targeted delivery and controlled release, realizing targeted delivery and controlled release of nucleic acid drugs, which has important application value in early diagnosis of diseases, genetic disease treatment, tumor treatment and other fields.

【技术实现步骤摘要】
一种核酸药物复合物及其制备方法和应用
本专利技术属于核酸纳米组装
，涉及一种核酸药物复合物及其制备方法和应用。
技术介绍
近年来，随着核酸操控技术的不断发展，人们逐渐实现了对目标基因的有效编辑和沉默。核酸类基因治疗药物逐渐走上临床，在疾病的早期诊断和治疗方面表现出巨大的潜力，逐渐发展成为一种高效的疾病诊断和治疗手段。然而，基因治疗同样也面临着一系列挑战，其中急需解决的是核酸类药物给药难的问题。现如今，临床上应用较多的基因治疗载体为病毒载体，但是病毒载体存在潜在的安全性问题，很大程度上增加了病人在基因治疗过程中的风险。除了病毒载体之外，非病毒载体如脂质体、阳离子聚合物和无机纳米颗粒等也被成功开发为传递核酸类药物的载体，但是，非病毒载体具有较高的免疫原性和细胞毒性，一定程度上限制了这类载体的应用。CN103804473A公开了一种多肽及包含该多肽的核酸药物纳米粒，所述多肽包含带正电荷的第一片段和具有靶向功能的第二片段。利用该段多肽作为核酸药物传递载体，其第一片段通过静电作用与聚负电荷的核酸结合，形成复合物，第二片段则与肝癌细胞表面的受体结合，将核酸通过被动靶向及主动靶向而浓集于肝癌组织，大大提高了核酸药物的靶向性，减少核酸药物的使用剂量；利用本专利技术方法制备的多肽-核酸纳米粒稳定性好，用药安全性高，尺寸为20-300纳米，制备过程简单可控，容易规模化放大生产。但是，所述包含多肽的核酸药物纳米粒具有较高的免疫原性。CN109288815A公开了一种可实现肿瘤靶向投递核酸药物的多级递送纳米粒子的制备方法和应用，多级递送纳米粒子被设计为核-壳结构，具有环境响应性的壳层赋予多级递送纳米粒子针对周围环境呈现不同表面特性的能力，允许多级递送纳米粒子克服多个生理屏障并将核酸药物高效送至肿瘤组织，向患有肿瘤的小鼠注射携带有荧光探针标记的质粒DNA的多级递送纳米粒子实现了核酸药物在肿瘤组织中高效富集，表明利用多级递送纳米粒子完全可以实现肿瘤靶向递送核酸药物。但是，所述多级递送纳米粒子的壳层采用PEI/PBA作为环境响应性聚合物，具有一定的细胞毒性，且制备工艺复杂，无法实现大规模生产。核酸一方面作为遗传信息的载体，另一方面也可通过碱基互补配对的方式组装形成具有特定尺寸和形貌的核酸纳米结构。随着核酸纳米技术的不断发展，具有良好生物相容性的核酸类纳米材料逐渐被应用于活体成像、生物检测和药物传递等各个生物医学研究领域。因此，基于核酸类药物和核酸纳米载体之间非常高的结构同源性，开发一种高效的用于传递核酸类药物的核酸纳米载体，对于基因治疗类药物的研发具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足及实际需求，本专利技术提供了一种核酸药物复合物及其制备方法和应用，所述核酸药物复合物具有核酸药物的靶向传递和可控释放功能，生物相容性好、安全性高，能够高效地传递核酸类药物，提高了基因治疗的效果。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种核酸药物复合物，所述核酸药物复合物由支链结构、修饰在所述支链结构上的功能元件以及连接所述支链结构的桥联结构组成；所述支链结构包括超分子和连接在所述超分子上的核酸支链；所述功能元件通过主客体识别组装在所述支链结构的超分子上；所述桥联结构包括核酸支链的互补链、二硫键和核酸药物；所述桥联结构作为连接链将多个支链结构连接起来形成核酸药物复合物。本专利技术中，通过合理的结构设计和序列设计，结合超分子体系的主客体识别功能，组装形成的核酸药物复合物可以实现核酸药物的靶向传递和可控释放，达到治疗疾病的目的。同传统的非病毒载体如脂质体、阳离子聚合物和无机纳米颗粒相比，本专利技术的以超分子为核心的核酸药物复合物生物相容性好、安全性高，能够高效地传递核酸类药物，在疾病的早期诊断、遗传病治疗和肿瘤治疗等领域具有重要的应用价值。根据本专利技术，核酸药物复合物中的超分子通过与配体分子形成主客体识别体系，使得核酸药物复合物可以装载靶向传递和可控释放等功能元件，提高了基因治疗的效果，所述超分子可以是任意的超分子结构，优选为环糊精，进一步优选为生物相容性好且被广泛应用于生物医学领域的β-环糊精。优选地，所述核酸支链的核酸序列如SEQIDNO:1～2所示；SEQIDNO:1：GAGAGAGAGAGAGAGTTTTT；SEQIDNO:2：TTTTTGTGTGTGTGTGTGTG。优选地，所述功能元件包括修饰有超分子配体的功能核酸和/或功能多肽。优选地，所述超分子配体包括金刚烷。本专利技术中，选择同β-环糊精进行主客体识别的金刚烷(Ad)为配体分子，修饰在功能核酸和/或功能多肽上，有助于功能元件结合在以β-环糊精为核心的核酸药物复合物上。优选地，所述功能性核酸包括核酸适配子MUC1。本专利技术向核酸药物复合物中引入核酸适配子MUC1作为功能核酸，有利于实现核酸药物复合物的靶向传递。优选地，所述核酸适配子MUC1包括如SEQIDNO:3所示的核酸序列；SEQIDNO:3：TTTTTGCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGG。优选地，所述功能多肽包括内涵体逃逸肽。本专利技术向核酸药物复合物中引入内涵体逃逸肽作为功能多肽，有利于实现核酸药物复合物的可控释放。优选地，所述内涵体逃逸肽包括如SEQIDNO:4所示的氨基酸序列；SEQIDNO:4：GLFGAIAGFIENGWEGMIDGWYG。优选地，所述桥联结构的核酸支链的互补链如SEQIDNO:5～6所示；SEQIDNO:5：CTCTCTCTCTCTCTC；SEQIDNO:6：CACACACACACACAC。优选地，所述桥联结构的核酸药物包括靶基因的反义核酸。本专利技术中，反义核酸通过末端修饰的二硫键引入到桥联结构中，有利于实现反义核酸类药物的可控释放，反义核酸的靶标可以是任意mRNA，例如可以是如SEQIDNO:7所示的靶向绿色荧光蛋白的mRNA，优选地，所述反义核酸的靶标为与肿瘤发生发展相关的mRNA，例如可以是如SEQIDNO:8所示的靶向肿瘤相关基因PLK1的mRNA。优选地，所述反义核酸如SEQIDNO:7～8所示；SEQIDNO:7：GACCAGGATGGGCACCACCC；SEQIDNO:8：GCACTTGGCAAAGCCGCCCTT。优选地，所述支链结构、功能元件和桥联结构的摩尔比为1:1:(1-7)，例如可以是1:1:1、1:1:2、1:1:3、1:1:3.5、1:1:4、1:1:5、1:1:6或1:1:7。第二方面，本专利技术提供了一种如第一方面所述的核酸药物复合物的制备方法，所述方法包括：(1)构建支链结构：(2)构建功能元件；(3)支链结构、功能元件和桥联结构组装形成核酸药物复合物。本专利技术中，核酸药物复合物的制备方法操作简单，重复性好，可以实现大规模生产。根据本专利技术，利用有机合成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸药物复合物，其特征在于，所述核酸药物复合物由支链结构、修饰在所述支链结构上的功能元件以及连接所述支链结构的桥联结构组成；/n所述支链结构包括超分子和连接在所述超分子上的核酸支链；/n所述功能元件通过主客体识别组装在所述支链结构的超分子上；/n所述桥联结构包括核酸支链的互补链、二硫键和核酸药物；/n所述桥联结构作为连接链将多个支链结构连接起来形成核酸药物复合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种核酸药物复合物，其特征在于，所述核酸药物复合物由支链结构、修饰在所述支链结构上的功能元件以及连接所述支链结构的桥联结构组成；
所述支链结构包括超分子和连接在所述超分子上的核酸支链；
所述功能元件通过主客体识别组装在所述支链结构的超分子上；
所述桥联结构包括核酸支链的互补链、二硫键和核酸药物；
所述桥联结构作为连接链将多个支链结构连接起来形成核酸药物复合物。


2.根据权利要求1所述的核酸药物复合物，其特征在于，所述支链结构中的超分子包括β-环糊精；
优选地，所述核酸支链的核酸序列如SEQIDNO:1～2所示。


3.根据权利要求1或2所述的核酸药物复合物，其特征在于，所述功能元件包括修饰有超分子配体的功能核酸和/或功能多肽；
优选地，所述超分子配体包括金刚烷；
优选地，所述功能性核酸包括核酸适配子MUC1；
优选地，所述核酸适配子MUC1包括如SEQIDNO:3所示的核酸序列；
优选地，所述功能多肽包括内涵体逃逸肽；
优选地，所述内涵体逃逸肽包括如SEQIDNO:4所示的氨基酸序列。


4.根据权利要求1-3任一项所述的核酸药物复合物，其特征在于，所述桥联结构的核酸支链的互补链如SEQIDNO:5～6所示；
优选地，所述桥联结构的核酸药物包括靶基因的反义核酸；
优选地，所述反义核酸如SEQIDNO:7～8所示。


5.根据权利要求1-4任一项所述的核酸药物复合物，其特征在于，所述支链结构、功能元件和桥联结构的摩尔比为1:1:(1～7...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宝全，刘建兵，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11