一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法，在DNAzyme和对应底物的碱基序列同一端分别修饰长酯链，所述DNAzyme和对应底物通过长酯链分别修饰需要控制的细胞，利用所述DNAzyme与所述对应底物结合实现细胞间聚集，加入DNAzyme对应金属离子导致对应底物断裂从而实现细胞解离。本发明专利技术的优点在于，(1)DNAzyme和底物脂修饰末端允许其固定在细胞膜上，利用DNAzyme和底物的特性实现了多细胞球体间的细胞间动态可控调节；(2)能使T细胞球更加靠近HeLa细胞球，实现了T细胞球形体的迁移，从而促使T细胞更好攻击肿瘤细胞，显示了作为一种新的治疗工具在癌症治疗中的应用潜力。一种新的治疗工具在癌症治疗中的应用潜力。一种新的治疗工具在癌症治疗中的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法及其应用


[0001]本专利技术涉及细胞表面工程
，尤其涉及一种控制细胞间相互作用的方法及其应用。

技术介绍

[0002]细胞膜是由脂质、蛋白质和多糖组成的高度复杂的生物边界，保护细胞内物质不受环境的影响。作为一种保护壁，细胞膜是一个多功能平台，容纳许多必需的蛋白质和配体。因此，细胞功能和细胞行为有望通过细胞表面工程来调控。目前，细胞膜的修饰已成功地应用于细胞间偶联、相互作用和组织工程。由于配体和受体的结合可以诱导细胞间的主-客体相互作用，所以细胞自下而上的组装通常是通过使用可识别的配体和受体修饰细胞膜来实现的。应用最广泛的细胞表面工程方法是基因工程，它是稳健和有效的。然而，转染过程是复杂和昂贵的，因此研究人员开始发展非遗传的方法，将分子或颗粒直接附着在细胞表面，例如使用疏水相互作用，将脂质固定单元插入具有可识别配体的细胞膜。利用这些方法，可以很容易地在细胞膜上表达阿帕塔蛋白、肽、聚糖和具有脂质尾部的纳米结构，从而为细胞组装提供了一种方便有效的方法。然而，可调的分解聚集的细胞组件仍然是一个挑战，因为大多数现有的研究没有集中在分解控制。因此，我们迫切需要找到一种简单的策略来实现可控制的细胞间相互作用，包括组装和拆卸过程。
[0003]通过细胞表面工程调控细胞相互作用和细胞行为在生物学研究中具有重要意义。而DNAzyme是利用体外分子进化技术合成的一种单链DNA片段，具有高效的催化活性和结构识别能力。迄今为止，已合成大量具有各种催化功能的脱氧核酶。脱氧核酶大都由结合部位和催化部位组成。结合部位通过碱基配对与底物RNA分子结合；而催化部位在RNA分子的一个未配对的嘌呤和一个已配对的嘧啶碱基处切割RNA。改变结合部位的碱基序列就可作用于不同底物RNA靶分子。部分单链DNA分子依靠自身结构的变化具有RNA切割作用，也有的DNAzyme需要辅因子，如氨基酸及Mg
2+
，Pb
2+
，Zn
2+
，Mn
2+
，Cu
2+
等二价金属离子。
[0004]逻辑门是指具有逻辑关系的系统。如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做'或'逻辑关系。具有'或'逻辑关系的系统叫做或门。如果几个条件中，只有所有条件得到满足，某事件才会发生，这种关系叫做“与”逻辑关系。具有“与”逻辑关系的系统叫做或门。在此，我们报道了一种基于DNAzyme实现可控、逻辑门控的细胞-细胞相互作用的策略。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种基于DNAzyme实现可控、且可逻辑门控的细胞间相互作用的细胞表面工程方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法，在DNAzyme和对应底物的碱基序列同一端分别修饰长酯链，所述DNAzyme和对应底物通过长酯链分别修饰需要控制的细胞，利用所述DNAzyme与所述对应底物结合实现细胞间聚
集，加入DNAzyme对应金属离子导致对应底物断裂从而实现细胞解离。
[0007]作为一个优选方案，所述长酯链包括胆固醇，二十八烷酸，丙烯酸十八酯或二十酸花生酸中的一种或多种。
[0008]作为一个优选方案，在DNAzyme和对应底物的碱基序列另一端分别修饰荧光基团，便于观察记录，所述荧光基团包括FAM，CY3，CY5，FITC，罗丹明或荧光素中的一种或多种。
[0009]作为一个优选方案，所述需要控制的细胞包括T细胞和肿瘤细胞。
[0010]作为一个优选方案，使用一组DNAzyme和对应底物。
[0011]作为一个优选方案，使用二组或多组DNAzyme和对应底物，实现相应的DNA双分子AND和OR的逻辑门控制，细胞解离由两种或多种DNAzyme对应金属离子共同决定。
[0012]本专利技术的优选实施例中，选取了不同金属离子特异性DNAzyme及其各自对应底物链为构件，设计一组或多组的不同方案，两组或多组DNAzyme及其对应底物链为构件可以设计相应的DNA双链分子AND和OR逻辑门。
[0013]具体设置如下：
[0014]5-Cholesteryl
[0015]-ATAGTTTCTCCGAGCCGGTCGAAACTTCTCTACCTGCAA-Cy5-3
′
(SEQ ID NO.1)；
[0016]5'-Cholesteryl-TTGCAGGTAGAGAAGT/rA/GGAAACTAT-fam-3'(SEQ ID NO.2)；
[0017]5’-
Cholesteryl-TTTT CAG TAC C TTC AGCA ACA TCG ATC GG A AGC CAG TTG TTAA TTG CAG GTA GAG AAGT/rA/GGA AAC TAT-Cy5
–3’
(SEQ ID NO.3)；
[0018]5’-
Cholesteryl-CCGG CAA CTG GCT/rU//rG/GA AGG TAC TG GTGG ATA GTT TCT CCG AGC CGG TCG AA ACT TCT CTA CCT GCAA-fam-3
’
(SEQ ID NO.4)；
[0019]5’-
Cholesteryl-ATA GTT TCT CCG AGC CGG TCG AA ACT TCT CTA CCT GCAA CCGG CAA CTG GCT/rU//rG/GA AGG TAC TG GTGG-Cy5-3
’
(SEQ ID NO.5)；
[0020]5’-
Cholesteryl-TTG CAG GTA GAG AAGT/rA/GGA AAC TAT TTTT CAG TAC C TTC AGCA ACA TCG ATC GG A AGC CAG TTG TTAA-fam-3
’
(SEQ ID NO.6)。
[0021]在一个优选实施例中，通过利用DNAzyme修饰T细胞球，底物修饰宫颈癌细胞HeLa等肿瘤细胞球，从控制T细胞球不断靠近HeLa细胞球，从而促使T细胞更好攻击肿瘤细胞。
[0022]作为传统的金属离子传感器，DNAzymes对金属依赖性裂解的敏感性可以有效地操纵细胞的行为，包括细胞间的连接和分离。以Zn
2+-特异性DNAzyme、Mg
2+-特异性DNAzyme及其各自底物链为构件，设计相应的DNA双链分子AND和OR逻辑门。每个单链的脂修饰末端允许其固定在细胞膜上。通过双链杂交，分离的细胞彼此连接并聚集成大的细胞组件。形成的细胞组件的离解(“1”表示离解，“0”表示未离解)是由嵌入的逻辑门及其两个输入信号(Zn
2+
，Mg
2+
)决定的。此外，利用所建立的DNAzyme策略还实现了多细胞球体间的细胞间相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法，其特征在于，在DNAzyme和对应底物的碱基序列同一端分别修饰长酯链，所述DNAzyme和对应底物通过长酯链分别修饰需要控制的细胞，利用所述DNAzyme与所述对应底物结合实现细胞间聚集，加入DNAzyme对应金属离子导致对应底物断裂从而实现细胞解离。2.根据权利要求1所述的一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法，其特征在于，所述长酯链包括胆固醇，二十八烷酸，丙烯酸十八酯或二十酸花生酸中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种控制细胞间相互作用的细胞表面工程方法，其特征在于，在DNAzyme和对应底物的碱基序列另一端分别修饰荧光基团。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱若灿，周泽蕊，陆艺，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：