[发明专利]DNA-细胞缀合物

说明书

本发明通过将DNA与细胞表面上天然官能团相连接提供DNA和细胞的缀合物。所述细胞可以有或没有细胞壁。所述经修饰的细胞可与基底表面连接，以及可在测定或生物反应器中使用。

本申请是申请日为2010年4月8日、申请号为201710671296.3、发明名称为“DNA-细胞缀合物”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本专利申请主张2009年4月8日提交的美国专利申请No.61/167748和2009年9月16日提交的美国专利申请No.61/243123的优先权，以上专利申请出于所有目的以其整体并入本文。

有关在联邦政府资助的研究或开发下完成的发明权利的声明

本发明是在美国能源部所签订的并且由能源部和科学局、基础能源科学局的纳米尺度科学、工程和技术(NSET)项目所支持的合同No.DE-AC02-05CH11231、国家卫生研究院授予的资助号No.HG003329和R01 GM072700以及国家卫生研究院分子生物物理学培训资助计划No.T32GM08295的政府支持下进行的。政府对本发明具有一定权利。

对通过光盘提交的“序列表”、表格或计算机程序列表附录的参考

不适用

发明背景

通常，已经在基于细胞的阵列中使用肽来捕获细胞用于研究。表面印制了设计用于结合细胞表面上整合素的“RGD”肽，但是该系统不能用于不具有整合素的细胞如非粘附细胞(例如白细胞、淋巴细胞)，并且不允许在同一平台上用不同细胞类型共同进行受控的限定的图案化。由于整合素是参与控制分化的受体，并且整合素结合后的活性与分化有关，因此RGD系统具有引起细胞分化并因此在进行分析之前改变细胞的巨大劣势。(参见Du,X.P.等人,Cell 1991,65,409-416；Xiong,J.P.等人,Science 2002,296,151-155。)

使用蛋白质-蛋白质连接系统证明了间接非共价连接，其中DNA通过抗体-配体相互作用以非共价键间接地与细胞连接(Bailey RC等人,J Am Chem Soc.2007Feb 21；129(7):1959-67)。将针对细胞上靶配体特异性的抗体与DNA缀合。抗体和配体之间的非共价键是基于氢键作用的，即典型的蛋白质-蛋白质相互作用。将细胞表面配体特异性抗体上的单链DNA(ssDNA)寡聚物与具有那些配体的细胞相连，然后将所述细胞锚定到具有ssDNA互补寡聚物的表面上，所述ssDNA互补寡聚物与所述细胞上的配对链结合以捕获所述细胞。

参见Chandra,R.A.等人,Angew.Chem.-Int.Edit.2006,45,896-901使用的代谢寡糖工程首先显示了合成单链DNA(ssDNA)链与活细胞表面的间接共价连接。这种间接共价是如下所述进行的：通过在引入DNA前用过乙酰化的N-叠氮基乙酰甘露糖胺(Ac4ManNAz)处理细胞(花费3天)后所获得的细胞表面唾液酸中所引入的特定化学柄(chemical handle)(叠氮化物)进行的。然后，将膦-ssDNA缀合物共价连接到叠氮化物柄上从而在叠氮基糖和DNA之间形成了酰胺键(施陶丁格连接反应，E.Saxon等人,Science 2000,287)。通过合成叠氮基糖的代谢在细胞表面糖缀合物内设置的叠氮化物可以与生物素化的三芳基膦反应以产生多种稳定的细胞表面加成物。然而，共价代谢方法花费数天时间来制备用于DNA连接的细胞，并且改变细胞表面的糖对细胞有代谢上的影响，其在有机会对所述细胞进行分析之前使其改变。它还限于在表面上具有唾液酸的特定哺乳动物细胞，因此不能用于细菌、植物细胞、真菌或多种其他动物细胞。

通过抗体和细胞表面上配体的非共价连接还将活化细胞并因此在可以开始分析前干扰细胞，另外，与共价连接相比，非共价连接倾向于较弱并且是“可逆的”。另外，抗体机制需要在细胞上普遍存在配体，并且需要设计对配体具有特异性的抗体从而将足够的DNA固定在细胞表面上。