一种基于核酸的多通道Ca2+纳米调制器及其制备方法、应用

专利2025-12-31  13


本发明属于生物医药,尤其涉及一种基于核酸的多通道ca2+纳米调制器及其制备方法、应用。


背景技术:

1、有效治疗癌症是一项亟待解决的挑战,它可以挽救数百万人的生命。近年来,研究人员开发了许多治疗癌症的方法,如光热疗法、光动力疗法、免疫疗法等。虽然取得了一定的成果,但仍存在一些制约其应用的难题,如氧气浓度有限、近红外穿透力不足、细胞多药耐药性等。线粒体作为细胞的“能量工厂”,为细胞的正常生命活动提供能量。线粒体还参与细胞凋亡、分化和细胞信息传递等过程,并具有调节细胞生长和细胞周期的能力。研究表明,线粒体代谢和线粒体功能异常与肿瘤细胞的增殖和转移有关。以破坏线粒体功能为目标的疗法正在成为一种有吸引力的抗癌策略。

2、ca2+作为最重要的第二信使,参与调节各种生理过程,与生物信号传导密切相关。然而,当细胞内ca2+平衡被破坏时,异常的ca2+超载将引发一系列线粒体紊乱,包括线粒体膜电位(mmp)降低、三磷酸腺苷(atp)水平下降以及线粒体介导的细胞凋亡途径被激活。最近,基于ca2+超载的抗癌疗法越来越受到关注。但细胞内ca2+的一定浓度限制了ca2+超载的治疗效果。因此,有效提高细胞内ca2+浓度成为增强ca2+超载的关键因素。目前,提高细胞内ca2+浓度主要有两种方法:第一种是向细胞内输送外源性ca2+,第二种是阻断细胞内ca2+的外排。然而,单一调控对改善ca2+超载的作用有限,而同时实现两种调控的结合则能显著改善ca2+超载。

3、基于ca2+的生物矿化被认为是一种生物安全性极高的癌症治疗策略。这种策略通常利用螯合剂收集游离ca2+,通过矿化作用进一步在肿瘤细胞表面或细胞器内形成钙化层,阻断其正常功能,从而抑制细胞生长和增殖。有报道称,核酸是优良的ca2+螯合剂,核酸中的磷酸基团可为ca2+矿化提供有效而充分的反应位点,然而,其在活细胞中的应用尚未见报道。


技术实现思路

1、本发明提供了一种基于核酸的多通道ca2+纳米调制器的制备方法,所述多通道ca2+纳米调制器是通过acp@c负载核苷酸序列如seq id no.1所示的cy5.5-dna制得的。

2、优选地,所述多通道ca2+纳米调制器的制备方法如下:

3、将45-55μg acp@c粉末溶于0.5-1.5ml 8-12mm hepes缓冲液中,然后加入1-3μl90-110μm dna,室温孵育0.8-1.2h,离心收集沉淀acp@c-d,所述acp@c-d即为基于核酸的多通道ca2+纳米调制器。

4、更优选地,所述acp@c粉末的使用量为50μg。

5、更优选地,所述hepes缓冲液的使用量为1ml,浓度为10mm。

6、更优选地,所述dna的使用量为2μl,浓度为100μm。

7、更优选地,所述室温孵育时间为1h。

8、更优选地,所述acp@c的制备方法如下:将0.8-1.2ml浓度为4-6mg/ml的cur加入到27-31ml 0.8-1.2mm ca(no3)2·4h2o溶液中,室温下搅拌0.5-1.5h,然后缓慢加入27-31ml0.5-0.7mm(nh4)2hpo4溶液到上述溶液中。

9、更优选地,所述cur的浓度为5mg/ml,体积为1ml,ca(no3)2·4h2o溶液的浓度为1mm,体积为29ml,(nh4)2hpo4溶液的浓度为0.67mm,体积为29ml。

10、本发明还提供了一种由上述制备方法制得的基于核酸的多通道ca2+纳米调制器。

11、本发明还提供了上述基于核酸的多通道ca2+纳米调制器在制备抗肿瘤药物中的应用。

12、与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

13、本发明构建了一种基于核酸的ca2+纳米调节剂(acp@c-d),以多种方式破坏线粒体功能,用于癌症治疗。如图1所示,通过共沉淀法将钙离子外流抑制剂姜黄素(cur)载入无定形磷酸钙(acp),然后在其表面吸附cy5.5标记的dna适体,由此产生的acp@c-d可用于促进线粒体功能障碍介导的癌症治疗的双重途径,并已证明具有以下优点:(1)acp@c-d易于合成,可有效装载药物。(2)acp@c-d可在tme处崩解并释放cur和ca2+,从而提高治疗的准确性。(3)ca2+的迸发性增加可有效增强ca2+超载。(4)释放的cur不仅能阻止ca2+的外流,还能促进ca2+从内质网流向线粒体,从而进一步放大ca2+超载。(5)cy5.5的线粒体靶向性使线粒体中的dna合体富集,并为ca2+提供足够且高效的螯合位点,实现线粒体生物矿化。(6)所构建的纳米调制器的所有成分都是可生物降解和生物吸收的材料,具有良好的生物安全性。总之,该纳米调节剂是一种前景广阔的纳米药物,可为基于线粒体的肿瘤治疗提供有价值的参考。



技术特征:

1.一种基于核酸的多通道ca2+纳米调制器的制备方法,其特征在于,所述多通道ca2+纳米调制器是通过acp@c负载核苷酸序列如seq id no.1所示的cy5.5-dna制得的。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述多通道ca2+纳米调制器的制备方法如下:

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述acp@c粉末的使用量为50μg。

4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述hepes缓冲液的使用量为1ml,浓度为10mm。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述dna的使用量为2μl,浓度为100μm。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述室温孵育时间为1h。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法,其特征在于,所述acp@c的制备方法如下:将0.8-1.2ml浓度为4-6mg/ml的cur加入到27-31ml 0.8-1.2mm ca(no3)2·4h2o溶液中,室温下搅拌0.5-1.5h,然后缓慢加入27-31ml 0.5-0.7mm(nh4)2hpo4溶液到上述溶液中。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述cur的浓度为5mg/ml,体积为1ml,ca(no3)2·4h2o溶液的浓度为1mm,体积为29ml,(nh4)2hpo4溶液的浓度为0.67mm,体积为29ml。

9.一种由权利要求1-6或8任一项所述的制备方法制得的基于核酸的多通道ca2+纳米调制器。

10.权利要求9所述的基于核酸的多通道ca2+纳米调制器在制备抗肿瘤药物中的应用。


技术总结
本发明公开了一种基于核酸的多通道Ca<supgt;2+</supgt;纳米调制器及其制备方法、应用,属于生物医药技术领域。本发明通过共沉淀法将钙离子外流抑制剂姜黄素载入无定形磷酸钙,然后在其表面吸附DNA适体,由此产生的ACP@C‑D可用于促进线粒体功能障碍介导的癌症治疗的双重途径,并已证明具有以下优点:(1)ACP@C‑D可在TME处崩解并释放CUR和Ca<supgt;2+</supgt;,从而提高治疗的准确性。(2)Ca<supgt;2+</supgt;的迸发性增加可有效增强Ca<supgt;2+</supgt;超载。(3)释放的CUR不仅能阻止Ca<supgt;2+</supgt;的外流,还能促进Ca<supgt;2+</supgt;从内质网流向线粒体,从而进一步放大Ca<supgt;2+</supgt;超载。总之,该纳米调节剂是一种前景广阔的纳米药物,可为基于线粒体的肿瘤治疗提供有价值的参考。

技术研发人员:李雪梅,公维芳,赵婷婷,杨耿,王维才
受保护的技术使用者:临沂大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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