一种基于四面体框架核酸的纳米载药系统及其制备方法和用途

本发明属于医药，具体涉及一种基于四面体框架核酸的纳米载药系统及其制备方法和用途。

背景技术：

1、腰痛是现代社会的一个重大公共卫生问题，也是劳动力流失的主要原因。椎间盘退行性变(idd)被认为与腰痛的发生密切相关。椎间盘是一个复杂的结构，由髓核和纤维环组成。目前，学者们普遍认为髓核是维持压力梯度和确保代谢产物和营养物质渗透和扩散的最关键组成部分。因此，髓核内的病理改变被认为在idd的启动和加重中起着重要作用。髓核细胞(npc)过度凋亡可导致细胞密度降低和细胞外基质(ecm)分泌减少，最终导致idd。因此，抑制npc凋亡可能有助于减缓idd疾病的发生与进展。有证据表明，线粒体通路参与调节idd的细胞凋亡过程。线粒体稳态失衡导致活性氧(ros)的过度产生，导致脂质过氧化，dna损伤，从而导致细胞凋亡。ros是人类npc凋亡的有效诱导剂，被认为是idd发生和发展的核心介质之一。在idd疾病进展期间，机械负荷、营养剥夺和促炎细胞因子都可能导致ros产生过多，降低线粒体膜电位(mmp)，并最终导致线粒体功能障碍。

2、microrna是一类非编码rna，通过与特定基因的转录mrna序列建立互补对来调节靶基因的蛋白质表达。作为microrna(简称mir)家族的成员，microrna-155(简称mir-155)参与各种生物过程，包括细胞增殖和细胞凋亡。mir-155的有效性取决于所涉及的特定刺激。失调的mir-155通过特异性靶向fadd和caspase-3来增强fas介导的人npc凋亡。此外，mir-155还可以通过靶向npc中的rorα抑制胆固醇诱导的基质降解和细胞凋亡。

3、但是microrna自身具有稳定性差、无法入胞、特异性差且效力低等缺点，并且细胞内核酸酶的存在使寡核苷酸容易降解并阻碍其有效进入细胞。现有的载体主要采用脂质纳米粒(lnp)、n-乙酰半乳糖胺(galnac)、病毒载体等。虽然可以有效帮助microrna-155进入细胞，发挥作用。但是载体自身对椎间盘退行性变的治疗并没有辅助作用，同时以上载体均具有一定的毒副作用，靶向性也较差。除此之外，病毒载体制备条件复杂且具有免疫原性；脂质体运载能力较差且有一定的免疫原性。因此，寻找一种有效的mir-155递送系统具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于四面体框架核酸的纳米载药系统及其制备方法和用途。

2、本发明提供了一种纳米载药系统，它是连接了microrna-155的四面体框架核酸。

3、进一步地，所述纳米载药系统由四条dna单链自组装而成，四条dna单链的序列分别如seq id.1、seq id.2、seq id.3和seq id.4所示。

4、进一步地，所述四条dna单链的摩尔比为1：1：1：1。

5、本发明还提供了一种制备上述纳米载药系统的方法，所述方法包括以下步骤：将序列分别如seq id.1、seq id.2、seq id.3和seq id.4所示的四条dna单链自组装，即得纳米载药系统。

6、进一步地，所述自组装的条件为：先加热至80-110℃保持5-20分钟，再降温至0-10℃并维持10-30分钟。

7、进一步地，所述自组装的条件为：先加热至95℃保持10分钟，再降温至4℃并维持20分钟。

8、本发明还提供了上述纳米载药系统在制备预防和/治疗椎间盘退行性变的药物中的用途。

9、进一步地，所述药物为抑制髓核细胞凋亡、增加髓核细胞外基质和/或抑制髓核细胞ros产生的药物。

10、进一步地，所述药物为促进髓核细胞bcl-2表达、抑制髓核细胞caspase9表达、抑制髓核细胞bax表达和/或促进髓核细胞col-ⅱ蛋白表达的药物。

11、进一步地，所述药物是以该纳米载药系统为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备而成的药物制剂。

12、进一步地，所述药物制剂为注射制剂。

13、本发明取得了以下有益效果：

14、(1)首次构建了一种新型纳米药物系统tfnas-mir-155(tr155)，其中mir-155与tfnas的s3直接相连，在tfnas一个顶点携带一个mir-155；

15、(2)在tr155纳米载药系统中，tfnas可以提高mir-155的入胞能力以及稳定性，从而增强体系对髓核细胞活性的维持、ros清除以及抵抗细胞凋亡，减少骨胶原丢失；

16、(3)在模拟椎间盘退化的炎症环境的细胞模型中，tr155处理在提高bax蛋白表达、抑制bcl-2蛋白表达、抑制caspase9蛋白表达、提高col-ⅱ蛋白表达的效果上均发挥了协同增效的作用，说明tr155对抑制髓核细胞凋亡和减少髓核细胞外基质的丢失都发挥了协同增效的作用；

17、(4)体内实验表明，tr155能够维持髓核细胞的数量以及细胞内线粒体能量代谢，从而减缓椎间盘退行性变的发展进程。

18、综上，本发明基于四面体框架核酸的纳米载药系统可以有效地抑制椎间盘退行性变，在制备椎间盘退行性变的药物中具有良好的产业化应用前景。

19、显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

20、以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

技术特征：

1.一种纳米载药系统，其特征在于：它是连接了microrna-155的四面体框架核酸。

2.根据权利要求1所述的纳米载药系统，其特征在于：所述纳米载药系统由四条dna单链自组装而成，四条dna单链的序列分别如seq id.1、seq id.2、seq id.3和seq id.4所示。

3.根据权利要求2所述的纳米载药系统，其特征在于：所述四条dna单链的摩尔比为1：1：1：1。

4.一种制备权利要求1-3任一项所述纳米载药系统的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：将序列分别如seq id.1、seq id.2、seq id.3和seq id.4所示的四条dna单链自组装，即得纳米载药系统。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述自组装的条件为：先加热至80-110℃保持5-20分钟，再降温至0-10℃并维持10-30分钟。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述自组装的条件为：先加热至95℃保持10分钟，再降温至4℃并维持20分钟。

7.权利要求1-3任一项所述纳米载药系统在制备预防和/治疗椎间盘退行性变的药物中的用途。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述药物为抑制髓核细胞凋亡、增加髓核细胞外基质和/或抑制髓核细胞ros产生的药物。

9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于：所述药物为促进髓核细胞bcl-2表达、抑制髓核细胞caspase9表达、抑制髓核细胞bax表达和/或促进髓核细胞col-ⅱ蛋白表达的药物。

10.根据权利要求7-9任一项所述的用途，其特征在于：所述药物是以该纳米载药系统为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备而成的药物制剂。

技术总结本发明提供了一种基于四面体框架核酸的纳米载药系统及其制备方法和用途，属于医药技术领域。该纳米载药系统是连接了microRNA‑155的四面体框架核酸，其中，microRNA‑155负载于四面体框架核酸的一条单链顶点上。该纳米载药系统中在提高Bax蛋白表达、抑制Bcl‑2蛋白表达、抑制Caspase9蛋白表达、提高COL‑Ⅱ蛋白表达的效果上均发挥了协同增效的作用，能够显著抑制髓核细胞凋亡和减少髓核细胞外基质的丢失，维持髓核细胞的数量以及细胞内线粒体能量代谢，减缓椎间盘退行性变的发展进程，在制备椎间盘退行性变的药物中具有良好的产业化应用前景。技术研发人员：林云锋,王韵,陈天宇受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12