一种核酸自组装结构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自组装结构及其制备方法和应用，所述核酸自组装结构包括核糖核酸脚手架链和脱氧核糖核酸订书钉链；所述核糖核酸脚手架链与多个所述脱氧核糖核酸订书钉链通过碱基互补配对自组装形成核酸自组装结构；所述核糖核酸脚手架链包括目标基因mRNA的部分核酸序列；所述脱氧核糖核酸订书钉链为行使基因沉默功能的目标基因的反义核酸。本发明专利技术的核酸自组装结构高效装载具有基因沉默功能的反义核酸，实现了靶向递送和可控释放反义核酸的效果，达到了调控目标基因表达的目的；此外所述核酸自组装结构的制备方法简单易行且具有普适性，有望应用于各类疾病的治疗中。

【技术实现步骤摘要】
一种核酸自组装结构及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医药
，涉及一种核酸自组装结构及其制备方法和应用。
技术介绍
研究表明，疾病的发生发展通常与一系列基因的异常表达相关。根据中心法则，携带遗传信息的脱氧核糖核酸(deoxyribonucleicacid，DNA)转录产生信使核糖核酸(messengerribonucleicacid，mRNA)，信使核糖核酸再经过翻译产生相应的蛋白质。由此可见，当需要上调或下调靶标蛋白质的表达时，可以通过调控其上游通路来实现。目前，最常用的方法主要是在源头上定点编辑基因组DNA和/或调控靶标mRNA的表达水平。基于基因编辑技术的基因组DNA定点改造策略由于操作复杂且易产生插入突变，限制了其广泛应用。研究者逐渐将目光聚焦到mRNA上，通过直接递送靶标mRNA或沉默下调mRNA来治疗相关疾病。直接下调mRNA水平的方法主要包括RNA干扰技术和反义核酸技术。其中，反义核酸指一系列与靶标mRNA互补配对的单链DNA短链，靶标mRNA与反义核酸结合后被核糖核酸酶H(RNaseH，特异性切割RNA/DNA杂交链中的RNA)识别并切割，最终下调靶蛋白的表达。因此，反义核酸可以调控基因的表达，且有望作为基因药物用于疾病的治疗。然而，作为核酸类药物的反义核酸同样面临着向病变组织和器官进行靶向递送和可控释放的难题。到目前为止，现有技术已经报道了多种用于向细胞甚至动物活体内递送反义核酸的给药载体，包括聚合物、脂质体和无机纳米颗粒。动物活体水平研究表明，上述载体具有一定的系统毒性和免疫原性，限制了其应用。在过去30年中，由于结构可编程性、空间可寻址性以及良好的生物相容性，核酸纳米结构展现出巨大的应用潜力。此外，核酸自组装体系遵循高度特异性的碱基互补配对原则，使得核酸纳米结构作为载药系统在递送DNA和RNA类基因治疗药物方面有着天然的优势。受到DNA纳米技术的启发，同为核酸分子的RNA也可以用于构建多种具有特定尺寸和形貌的纳米结构，从而作为载药系统向靶标细胞递送药物分子。因此，开发一种能够高效装载和靶向递送反义核酸的RNA/DNA杂交型核酸自组装结构，在反义核酸药物的应用领域具有重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足和实际需求，本专利技术提供了一种核酸自组装结构及其制备方法和应用，所述核酸自组装结构由一条核糖核酸(RNA)长链和多条脱氧核糖核酸(DNA)短链通过碱基互补配对自组装形成，能够高效传递反义核酸，具有靶向递送和可控释放功能，生物安全性好，提高了基因沉默效果。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自组装结构，所述核酸自组装结构包括核糖核酸脚手架链和脱氧核糖核酸订书钉链；所述核糖核酸脚手架链与多个所述脱氧核糖核酸订书钉链通过碱基互补配对自组装形成核酸自组装结构；所述核糖核酸脚手架链包括目标基因mRNA的部分核酸序列；所述脱氧核糖核酸订书钉链为行使基因沉默功能的目标基因的反义核酸。本专利技术中，通过合理的序列和结构设计，将目标基因mRNA的部分核酸序列作为核糖核酸脚手架链、将目标基因的反义核酸作为脱氧核糖核酸订书钉链，脚手架链作为主链、与多条订书钉链通过碱基互补配对自组装形成核酸自组装结构，所述核酸自组装结构不仅作为药物递送系统将行使基因沉默功能的反义核酸递送至细胞内，而且作为药物本身发挥基因沉默功能。优选地，所述核酸自组装结构还包括行使细胞靶向功能的杂交链，所述杂交链通过与核糖核酸脚手架链进行碱基互补配对结合在核酸自组装结构上。本专利技术中，在核酸自组装结构上修饰具有细胞靶向功能的杂交链，提高了核酸自组装结构的靶向递送效率。优选地，转录形成所述核糖核酸脚手架链的目标基因可以是任意基因，例如可以是模式基因(如EGFP基因)、肿瘤发生发展相关基因(如PLK1、Myc、Ras、c-raf等)或其他疾病相关基因(如神经紊乱相关基因)。在一优选实施方式中，所述核糖核酸脚手架链包括绿色荧光蛋白(EGFP)编码基因mRNA的部分核酸序列。优选地，所述脱氧核糖核酸订书钉链包括绿色荧光蛋白编码基因的反义核酸。优选地，所述杂交链包括表达绿色荧光蛋白的细胞的核酸适配体。优选地，所述脱氧核糖核酸订书钉链包括SEQIDNO:5～14所示的核酸序列，为EGFP编码基因的反义核酸；SEQIDNO:5：GACGTAGCCTTCGGGTCGGCCGTTGTGG；SEQIDNO:6：GACCAGGATGGGCACCACCCCGTGATCCCGGCGGCCCTCGAT；SEQIDNO:7：GGCAGCAGCACGGGTCCTTGAAGTCGATCGCCCTCAGATGAA；SEQIDNO:8：GAACTTCACCTCGGGCCGTCCGCCGTCGCCGATGGGGGTGTT；SEQIDNO:9：GAAGAAGATGGTGCGTGGCTGCTGCACGCTGCCGTGGTC；SEQIDNO:10：TTGTAGTTGTACTCCGTCCTTTCACGAGGGTGGGCCAGGGCA；SEQIDNO:11：CTTGTAGTTGCCGTCAGCTTGCTGCTGGTAGTGGTCGGCGAG；SEQIDNO:12：TTGCTCAGGGCGGACTGGGTGGGCATCGCCCTCGCGTGGTGC；SEQIDNO:13：ATGATATAGACGTTGCTCCTGGCACGCCGTAGGTCAGGGTGG；SEQIDNO:14：TGCCCCAGGATGTTCGCGGGTCGGGCAGCTTGCCGCCTCG。优选地，所述杂交链包括SEQIDNO:25～30所示的核酸序列，为表达EGFP的细胞的核酸适配体；SEQIDNO:25：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTACAGCTCCTCGCCCTTGCTCACC；SEQIDNO:26：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTTTGTACAGCTCGTCCATGCCGAGA；SEQIDNO:27：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTCCGTTTACGTCGCCGTCCAGCTC；SEQIDNO:28：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTACGAACTCCAGCAGGACCATG；SEQIDNO:29：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTCCGGACACGCTGAACTTGTGG；SEQIDNO:30：GCAGTTGATCCTTTGGATACCCTGGTTTTTTGATCGCGCTTCTCGTTGGGGTCT。在另一优选实施方式中，所述核糖核酸脚手架链包括Polo样激酶1编码基因mRN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸自组装结构，其特征在于，所述核酸自组装结构包括核糖核酸脚手架链和脱氧核糖核酸订书钉链；/n所述核糖核酸脚手架链与多个所述脱氧核糖核酸订书钉链通过碱基互补配对自组装形成核酸自组装结构；/n所述核糖核酸脚手架链包括目标基因mRNA的部分核酸序列；/n所述脱氧核糖核酸订书钉链为行使基因沉默功能的目标基因的反义核酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种核酸自组装结构，其特征在于，所述核酸自组装结构包括核糖核酸脚手架链和脱氧核糖核酸订书钉链；
所述核糖核酸脚手架链与多个所述脱氧核糖核酸订书钉链通过碱基互补配对自组装形成核酸自组装结构；
所述核糖核酸脚手架链包括目标基因mRNA的部分核酸序列；
所述脱氧核糖核酸订书钉链为行使基因沉默功能的目标基因的反义核酸。


2.根据权利要求1所述的核酸自组装结构，其特征在于，所述核酸自组装结构还包括行使细胞靶向功能的杂交链，所述杂交链通过与核糖核酸脚手架链进行碱基互补配对结合在核酸自组装结构上。


3.根据权利要求1或2所述的核酸自组装结构，其特征在于，所述核糖核酸脚手架链包括绿色荧光蛋白编码基因mRNA的部分核酸序列；
优选地，所述脱氧核糖核酸订书钉链包括绿色荧光蛋白编码基因的反义核酸；
优选地，所述杂交链包括表达绿色荧光蛋白的细胞的核酸适配体。


4.根据权利要求1或2所述的核酸自组装结构，其特征在于，所述核糖核酸脚手架链包括Polo样激酶1编码基因mRNA的部分核酸序列；
优选地，所述脱氧核糖核酸订书钉链包括Polo样激酶1编码基因的反义核酸；
优选地，所述杂交链包括表达Polo样激酶1的细胞的核酸适配体。


5.根据权利要求3所述的核酸自组装结构，其特征在于，所述脱氧核糖核酸订书钉链包括SEQIDNO:5～14所示的核酸序列；
优选地，所述杂交链包括SEQIDNO:25～30所示的核酸序列。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宝全，刘建兵，武晓慧，
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