[发明专利]一种基于金纳米颗粒粘合剂介导的多中心/DNA核壳型纳米复合物及其应用

说明书

本发明公开了一种基于金纳米颗粒粘合剂介导的多中心/DNA核壳型纳米复合物及其应用。所述多中心/DNA核壳型纳米复合物包括小尺寸金纳米颗粒、硫醇化连接探针、与硫醇化连接探针部分互补的序列和回文介导的适配体功能化四面体串珠。所述多中心/DNA核壳型纳米复合物具有以下特点：理想的肿瘤积累效应；易从体内排泄；将治疗剂运送到适当的靶点；高载药量。这些特点使Apt‑ADMC成为一种有前途的药物递送工具，适用于体内高精度癌症治疗而没有全身毒性。同时，对于Apt‑ADMC，以非核酸材料为分子工具，将松散的DNA纳米组装体折叠成致密的纳米结构，适合在肿瘤部位长循环和主动聚集，并可拆卸成能够进入细胞核的小尺寸结构并原位高效释放药物。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种基于金纳米颗粒粘合剂介导的多中心/DNA核壳型纳米复合物及其应用。

背景技术

众所周知，化疗药物广泛用于癌症治疗。然而，药物的非特异性分布会导致治疗效果不佳和心脏毒性等。因此，为了将大剂量的抗癌药物选择性地转运到癌细胞中，主动靶向给药获得了广泛的研究兴趣，其通常基于癌细胞靶向配体的帮助，如抗体、适配体、肽和特定的小识别分子。

DNA纳米技术作为一个新兴领域，为一维、二维和三维纳米结构的自组装提供了简单而有力的技术支持。DNA纳米结构作为一种很有前途的药物递送候选纳米材料，具有一系列优异的特性，包括：显著的可编程性，载药量高，具有优异的生物相容性，获得结构稳定性。以前在细胞水平上基于 DNA 组装的药物递送领域所做的绝大多数努力都集中在将纳米结构定位在核内体-溶酶体区室、细胞质或膜受体介导的细胞表面结合上。主要原因是具有靶向功能的DNA纳米载体需要用不同的功能分子修饰以具有分级靶向能力，并且经常需要具有小尺寸以穿过细胞器孔（例如，核孔）。然而，小尺寸的 DNA 纳米结构由于在循环过程中易降解和快速肾脏清除而导致递送效率低下。即使适当大小的纳米结构意外被内化到病变细胞中并在细胞内分解成小颗粒，由于未能成功逃离溶酶体，细胞器靶向元件甚至整个纳米组装体在复杂的细胞环境中的降解，它们也很难到达细胞器。人们普遍认为，从载体释放到细胞质中的药物在浓度梯度的驱动下可以在一定程度上扩散到一些细胞器中，但由于致密的细胞溶质隔室的阻力，药物的有效性和治疗效果受到了影响。尽管如此，到目前为止, 没有可靠的理论模型来设计抗核酸酶的细胞器靶向元件或足够小的DNA 纳米载体以通过核孔但在到达预期靶点之前不会被酶降解。将DNA纳米结构开发为细胞器靶向的药物递送系统仍然存在技术挑战。

细胞核是阿霉素 (Dox) 等大量化疗药物理想的最终目的地。此外，将抗癌药物直接递送至细胞核可大大规避外排转运蛋白介导的耐药性，提高治疗效果。因此，尽管面临与体内多种生物屏障相关的重大技术挑战，但仍迫切需要开发用于将治疗剂运输至细胞核的药物纳米载体。

金纳米材料的表面很容易通过金硫醇化学的方式用各种功能性寡核苷酸进行修饰。由于良好的生物相容性、保护表面的 DNA 链免受酶降解的理想能力，以及易于制备和功能化等优点，AuNP在纳米医学中越来越受欢迎，特别是在细胞成像、光热治疗和药物输送。此外，小直径的AuNP可用于运输载药双链DNA穿过核孔，并通过构建纳米卡车到达基因组 DNA。然而，由于药物载体高度依赖于纳米卡车，因此纳米卡车的有效载荷能力有限。有趣的是，在结构功能方面，在构建各种分级复合纳米结构的过程中，DNA 组装体仅作为具有空间可寻址结合位点的粘合框架来组织不同的纳米材料获得预期的集体光学、电磁或生物特性。到目前为止，很少有人使用金纳米颗粒作为粘合胶带组装分级结构，以扩大DNA纳米结构在纳米医学中的应用。由于对DNA纳米级复合结构组织的设计思路的误解，开发适合基于 DNA 纳米结构的核靶向药物递送体系仍然存在技术瓶颈。