[发明专利]DNA四面体在诱导细胞自噬方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于细胞自噬技术领域，具体涉及一种DNA四面体在诱导细胞自噬方面的应用。

背景技术

细胞自噬(autophagy)是细胞内对包括受损的或不需要的细胞器以及蛋白质的降解进而提供细胞内营养物质和维持细胞内的平衡的重要的调节过程。在这个过程中，双层结构的膜包裹住部分胞浆、细胞器和蛋白质融合形成双膜囊泡，称为自噬小体。自噬小体是自噬的最重要的标志。最终，自噬小体和溶酶体结合并融合在一起形成自噬溶酶体并降解里面的细胞器和大分子物质从而得以循环利用。自噬被公认为是一个高效的循环系统，同时越来越多的研究证明自噬在维持细胞新成代谢和稳态(包括细胞的生存、增殖、迁移、分化和凋亡)过程中具有十分重要的作用。综上所述，自噬是维持细胞的内平衡，协助维持细胞回归正常状态的重要机制。

DNA四面体(tetrahedral DNAnanostructures,TDNs)是一种由四条独特设计的DNA单链通过一定的程序自组装合成的具有三维立体结构的DNA纳米材料，这种材料目前被认为是最具有发展前途的DNA纳米结构之一。合成方法简便快捷并且合成出来的效率可以高达90％左右。除此之外，DNA四面体还具有优良的机械刚度，结构稳定性强，以及结构的可修饰性等优点。前面的研究已经证实DNA四面体可以在没有转染剂的情况下自主大量地进入哺乳动物细胞中并在细胞浆中保持结构的稳定性。同时，DNA四面体可以用来携载其他的生物分子或者药物进入细胞例如寡核苷酸，microRNA,siRNA,CY5和阿霉素等。DNA四面体进入细胞的方式被证实为通过小窝蛋白介导的内吞作用以及微管蛋白介导的胞内运输进入到溶酶体。DNA四面体可以通过在修饰上核定位序列来逃脱溶酶体从而进入细胞核来发生作用。关于DNA四面体的研究虽多，但它对细胞的各项生理活动的研究却很少，尤其是对细胞自噬的研究更是没有。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种DNA四面体在诱导细胞自噬方面的应用，该DNA四面体通过影响PI3K/AKT/mTOR信号通路相关基因和蛋白的表达变化，从而诱导细胞的自噬。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

DNA四面体在诱导细胞自噬方面的应用，该DNA四面体由四条DNA单链自组装合成，所述四条单链序列如SEQ ID NO:1-4所示。

进一步地，DNA四面体对细胞自噬的诱导作用是通过激活PI3K/AKT/mTOR信号通路发挥作用的。

进一步地，细胞自噬过程中的诱导因素为促进细胞中的PI3K蛋白的表达。

进一步地，细胞自噬过程中的诱导因素为促进细胞中的AKT蛋白的表达。

进一步地，细胞自噬过程中的诱导因素为抑制细胞中的mTOR蛋白的表达。

进一步地，细胞自噬过程中的诱导因素为促进细胞中的Atg5,Atg7,Atg12,Atg13,PIK3C3,LC3,Beclin基因的表达。

进一步地，细胞自噬过程中的诱导因素为促进细胞中的Atg7,Atg12,LC3,Beclin蛋白的表达。

进一步地，在诱导细胞自噬过程中所用DNA四面体浓度为100-300nM。

DNA四面体诱导细胞自噬的行为还可以应用于细胞治疗，如通过诱导细胞自身调控(自噬作用)，帮助机体内的非正常细胞(癌细胞)回归其正常状态或通过过度自噬作用诱导其走向凋亡途径。

本发明提供的一种DNA四面体在诱导细胞自噬方面的应用，具有以下有益效果：

1、DNA四面体可以通过激活细胞自噬通路(PI3K/AKT/mTOR信号通路)以实现其对细胞自噬的诱导作用。具体来说，DNA四面体可以作用于mTOR的上游蛋白AKT，通过激活AKT的表达来实现对mTOR蛋白表达的抑制作用；同时DNA四面体也可以通过上调mTOR上游PI3K蛋白的表达，负作用于mTOR从而使得mTOR表达受到抑制，进一步诱导细胞自噬。

2、作为一种可修饰的纳米材料，DNA四面体还可以通过在其上修饰上各种不同的分子或者携载药物从而有效的促进或者抑制细胞的自噬。

3、本发明公开了DNA四面体在诱导细胞自噬方面的作用，通过诱导细胞自噬调控(自噬作用)，帮助细胞高度循环利用细胞内的生物分子，从而提高细胞的增殖和迁移。

附图说明

图1为四条单链合成DNA四面体的示意图。