殼聚糖-5』ppp-NS1shRNA納米複合物的製備方法

2023-05-29 04:11:46

專利名稱：殼聚糖-5』ppp-NS1shRNA納米複合物的製備方法
技術領域：
本發明屬於納米分子的合成及基因工程技術，具體涉及到殼聚糖-5』 PPP-NSlshRNA納米複合物的製備方法。
背景技術：
維甲酸誘導基因I (retinoic acid inducible gene I，RIG-I)為我國學者於 1997年從人急性早幼粒白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)NB4細胞株中首次克隆。RIG-I作為胞質shRNA受體，通過其helicase結合shRNA和ATP，ATP水解致RIG_I_shRNA 構象改變，暴露其CARD，與下遊接頭蛋白質幹擾素啟動子刺激因子-I (IPS-I)的CARD相互作用，下傳信號，激活NF-KB和IRF等轉錄因子，誘導I型幹擾素的表達和分泌，引發抗病毒天然免疫應答。但裸露的shRNA進人組織後迅速被組織內的RNase水解，因此需要構建一個能有效保護RNA並能被組織更好吸收的RNA運載體系。本專利採用分步法製備的RNA殼聚糖納米粒，製備方法簡單、可行，製劑穩定性，對包裹的RNA具有較好的保護作用。其實驗結果顯示殼聚糖與RNA形成表面帶正電荷的納米顆粒，使RNA被保護不受RNase的降解；殼聚糖_5』ppp-NS I shRNA納米複合物能激活RIG-I，誘導I型幹擾素的表達和分泌。5』ppp-NSlshRNA是流感病毒的RNA，殼聚糖-5』 ppp -NSlshRNA納米複合物的研製為進一步研究通用流感病毒疫苗奠定了基礎。

發明內容
本發明的目的是提供一種殼聚糖_5』 ppp -NSlshRNA納米複合物的製備方法。並公開殼聚糖-5』ppp -NSshRNA納米複合物作為製備基因藥物載體方面的應用。本發明使用殼聚糖作為基因藥物載體生物體內給藥系統，取得了很好的效果。殼聚糖及其衍生物具有良好結黏附性，廣泛用於祀向給藥。殼聚糖及其衍生物和病毒外膜蛋白NSl shRNA通過靜電作用形成複合物，保護shRNA免於核酶降解、提高細胞攝取及胞內shRNA釋放，已成功應用於shRNA的體內轉染。本發明利用殼聚糖作為載體，把流感病毒的NSlshRNA轉染細胞中，進入細胞中的NSlshRNA被RIG-I所識別後，誘導RIG-I發生構象改變，暴露出原來隱蔽在蛋白質內部的CARD,以便與下遊信號銜接蛋白VISA(又稱為IPS1、MAVS或Cardif)的CARD結構域相互作用。VISA位於線粒體外膜，可通過細胞質內的TRAF3將RIG-I的激活信號傳遞給下遊的TBKl和IKK蛋白激酶，導致IRF3/7和NF_kB的激活和幹擾素基因的表達，引發抗病毒天然免疫應答。殼聚糖-NSlshRNA納米複合物的製備方法包括以下步驟
第一步殼聚糖納米顆粒的製備方法
殼聚糖，脫乙醯度>85%，粘度< 100。本發明使用的藥品全部是分析級試劑，所製備的納米顆粒形態大多成球形，平均粒徑約為480nm，多分散度〈O. 25，zeta電位約為25 mV。第二步病毒外膜蛋白NSl基因的獲得和5』 ppp- shRNA的合成病毒的NS基因(890 bp)編碼非結蛋白NS1、NS2。每個節段的兩端具有末端重複序列，所有節段的3端核苷酸序列相同。5端有與3端核苷酸序列互補的保守區段和重複序列。根據NCBI登錄的流感病毒A/PR/8/1934 (HlNl)株的NSl基因，我們進行了設計，選取了其中21個鹼基序列用於本實驗的研究，鹼基序列為TGAGGATGTCAAAAATGCAGT。委託鼎國生物公司合成了 21個核苷酸的NSlshRNAj^WT 5』 ppp的帽狀結構。第三步殼聚糖_5』 ppp-NSlshRNA納米複合物的合成
把殼聚糖納米顆粒、5』 ppp-NS I shRNA按質量比為1:5的比例混合,殼聚糖納米顆粒帶有正電荷，5』ppp-NSl shRNA帶有負電荷，通過靜電的作用形成殼聚糖-5』ppp-NSlshRNA納米複合物；用5%瓊脂糖凝膠電泳檢測殼聚糖與5』 ppp- NSlshRNA的結合情況。本發明使用的天然陽離子聚合物殼聚糖，具有生物可降解、無免疫原性及低毒等特性，其分子結構中具有活潑氨基，可連接不同功能基團，如質子化基團(季銨基團)、PH敏感基團、巰基和各種細胞表面受體特異性配體等，形成殼聚糖衍生物。殼聚糖及其衍生物具 有良好的黏附性，廣泛用於靶向給藥。殼聚糖及其衍生物和病毒NSlshRNA通過靜電作用形成複合物，保護shRNA免於核酶降解、提高細胞攝取及胞內shRNA釋放，並能成功將shRNA轉染細胞內。轉染細胞內的shRNA能靶定RIG-I基因，誘導RIG-I發生構象改變，以便與下遊信號銜接蛋白VISA相互作用，導致IRF3/7和NF_kB轉錄因子的激活和誘導幹擾素基因的表達，引發抗病毒天然免疫應答。具體實施方案
本發明的具體實施包括以下內容
實施例I:
第一步殼聚糖納米顆粒的製備
I、微乳液A的合成22 mL環己烷；8 mL己醇；200 μ L殼聚糖；400 μ L殼聚糖-Rh ；2.6 mL Triton XlOO，將上述溶液混合，攪拌30分鐘，直到得到溶液清晰，得到微乳液A。2、微乳液B的合成
在尚心管中放入分子質量為150. 09的NHS 100 μ L ;分子質量為115. 09的酒石酸200μ L ;分子質量為190的EDC 300 μ L，將上述溶液混合，終濃度為O. 2Μ。溶液靜止20分鐘後，把全部溶液放到微乳液A中去，攪拌過夜(至少16小時)，得到微乳液B。3、在上述微乳液B中溶液中加入I mL的乙醇溶液，8，000 rpm，離心20 min，去上清。添加ImL的乙醇，8000 rpm，再離心10分鐘，再重複以上步驟兩次。獲得的殼聚糖納米顆粒在I - 2 mL HPLC級水中再溶解；在去離子水中透析的I-2天(每天換水)。第二步病毒外膜蛋白NSl基因的獲得和5』 ppp- NSlshRNA的合成
病毒的NS基因(890 bp)編碼非結蛋白NS1、NS2。每個節段的兩端具有末端重複序列，所有節段的3端核苷酸序列相同。根據NCBI登錄的流感病毒A/PR/8/1934(HlNl)株的NSl基因，選取其中21個鹼基，委託鼎國生物公司合成21個核苷酸的NSlshRNA，加了5』 ppp 的帽狀結構，鹼基序列為5』 ppp-TGAGGATGTCAAAAATGCAGT。第三步殼聚糖_5』 ppp - NSlshRNA納米複合物的合成
把殼聚糖納米顆粒、5』 ppp -NSl shRNA的水溶液按質量比的I :5比例混合，形成殼聚糖-5』ppp - NSlshRNA納米複合物。用5%瓊脂糖凝膠電泳檢測殼聚糖與5』ppp - NSlshRNA的結合情況。實施例2:
殼聚糖-5』 ppp - NSlshRNA納米複合物的應用
I.細胞轉染實驗取對數生長期的B16-BlueINF_a/i3細胞，使消化後細胞的濃度在4. 2X105cell/ml，取180ul/孔細胞液接種於96孔板培養板上，每孔加20 ul的殼聚糖-5』ppp - NSlshRNA納米複合物，殼聚糖納米顆粒、5』ppp -NSl shRNA的水溶液按質量比的I :5混合，將細胞培養板置於CO2培養箱中，37°C培養，培養24h。2.細胞培養24h後，每孔取細胞上清液20 ul添加在新的96孔的酶標板裡，再取180ul的QUANTI-Blue檢測溶液放在每個小孔中，將酶標板置於CO2培養箱中，37°C培養，培養24h後。24h後，將酶標板置於酶標儀上，在655nm上檢測細胞中分泌型鹼性磷酸酶活性。3.如果殼聚糖納米顆粒把NSl shRNA轉染到B16_Blue INF- a / β細胞中去，NSl·shRNA就會激活RIG-I基因及其下遊基因IRF3/5和ISRE ；IRF3/5基因激活幹擾素基因，產生的幹擾素和細胞受體結合，激活IRF9基因，最後產生ISG54基因。產生的ISRE和ISG54相互作用，細胞產生分泌型鹼性磷酸酶，上清液呈現藍色，在655nm上就可以檢測到它的活性，說明有幹擾素的產生及幹擾素量的變化。
權利要求
1.殼聚糖-5』PPP-NSshRNA納米複合物的製備方法,其特徵是 第一步殼聚糖納米顆粒的製備 1)、微乳液A的合成22mL環己烷；8 mL己醇；200 μ L殼聚糖；400 yL殼聚糖-Rh;2.6 mL Triton XlOO混合，攪拌，直到得到溶液清晰，得到微乳液A ; 2)、微乳液B的合成 在離心管中放入MW為150. 09的100 μ L NHS O ;MW為115. 09的200 μ L酒石酸；■為190的300 μ L EDC離心使溶液應該達到O. 2Μ，靜止20分鐘，然後把全部溶液放到微乳液A中去，攪拌過夜，至少16小時，得到微乳液B ; 3)、在上述微乳液B中溶液中加入ImL的乙醇溶液，8，000 rpm離心，去上清然後添加ImL的乙醇，8000 rpm，再離心，再重複以上步驟兩次，獲得的殼聚糖納米顆粒在I - 2 mLHPLC級水中再溶解，在去離子水中透析的I - 2天，每天換水； 第二步病毒外膜蛋白NSl基因的獲得和5』 PPP- NSlshRNA的合成 病毒的NS基因890 bp編碼非結蛋白NS1、NS2，每個節段的兩端具有末端重複序列，所有節段的3端核苷酸序列相同，根據NCBI登錄的流感病毒A/PR/8/1934(HlNl)株的NSl基因，選取其中19個鹼基，委託鼎國生物公司合成19個核苷酸的NSlshRNA，加了 5』ppp的帽狀結構，鹼基序列為5』 ppp-TGAGGATGTCAAAAATGCA ； 第三步殼聚糖_5』 ppp - NSlshRNA納米複合物的合成 把殼聚糖納米顆粒、5』 ppp NSl shRNA的水溶液按質量比的I :5比例混合，形成殼聚糖-5』ppp - NSlshRNA納米複合物，用5%凝膠電泳檢測殼聚糖與5』ppp NSlshRNA的結合情況。
2.殼聚糖_5』ppp-NSshRNA納米複合物作為製備基因藥物方面的應用。
全文摘要
本發明屬於納米分子的合成及基因工程技術領域，具體涉及到殼聚糖-NS1shRNA納米複合物的製備方法。把殼聚糖納米顆粒、NS1shRNA按一定的比例混合，通過靜電的作用形成殼聚糖-NS1shRNA納米複合物，利用殼聚糖作為載體把病毒的NS1基因、shRNA導入哺乳動物細胞中，和宿主細胞的模式識別受體RIG-I樣受體(RIG-I likereceptors,RLRs)結合，能結合shRNA並激活下遊的信號級聯反應,激活天然免疫系統和乳細胞內抗病毒的幹擾素通路，誘導I型幹擾素的產生，最終清除感染體內的病毒。本發明使用殼聚糖作為基因藥物的生物體外及生物體內給藥系統，取得了很好的效果，能應用於shRNA的體內外轉染。
文檔編號A61K39/145GK102895674SQ201210384100
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者趙麗輝, 趙赫楠, 韓德明, 賈凱莉, 王麗麗 申請人:長春理工大學