本发明属于生物医用材料领域,具体涉及四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的载体中的用途。
背景技术:
1、脑部疾病给药面临多种痛点和挑战,尤其是对于中枢神经系统药物的传递。随着近年来临床治疗的持续进步,如何将药物高效且精准地传递到大脑组织中已经成为了众多研究者关注的核心课题。目前,治疗脑部疾病的过程往往受到了血脑屏障的显著限制。血脑屏障是一个高度选择性的屏障,这一天然的屏障主要服务于保护大脑,确保有害物质不能进入,但这也导致了多数药物难以到达大脑的问题。血脑屏障能有效阻止绝大多数药物进入大脑。这为药物给药带来了巨大挑战。为了绕过血脑屏障,研究人员开发了一些直接向大脑或脑脊液给药的方法,如硬脑膜外注射和脊椎注射。这些方法虽然能够直接地将药物传递到大脑或脑脊液中,但由于其侵入性、可能的并发症和患者的接受度,其应用仍然受到限制。
2、近几十年来,经鼻给药作为一种新型的给药方式受到了广泛的关注和研究。这种方法的原理相对简单:通过鼻腔,利用其与大脑之间的特殊联系,直接将药物递送到大脑。值得注意的是,经鼻给药相对于其他方法,具有明显的优势。例如,鼻腔内的嗅觉上皮部分与大脑存在直接的神经连接,这使得药物可以通过“鼻-脑”途径高效地进入大脑。此外,该方法简便、无痛、风险低,并可以绕过肝脏的首过效应,保证药物的快速吸收和持续效果。尽管经鼻给药展现了巨大的治疗和应用潜力,但其在实际应用中还面临诸多挑战。例如,目前的研究主要采用各类纳米递送系统,如脂质体、多肽和高分子聚合物来提高药物的生物利用度。但这些系统也存在稳定性不足、药物释放速度不可控等问题。
3、最新的研究开始探讨四面体框架核酸作为药物的递送载体。这种新型载体由四条核酸单链通过特定的碱基配对自主组装而成,具有优异的生物相容性和稳定性,且能够进行定制设计,根据需要载荷不同的药物分子。但四面体框架核酸能否实现稳定的经鼻给药,确保药物稳定释放尚不可知。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的载体中的用途。
2、本发明提供了四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的载体中的用途,所述四面体框架核酸由seq id no.1~4所示的核苷酸序列通过碱基互补配对形成。
3、进一步地,所述四面体框架核酸的制备方法包括以下步骤:将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于85~105℃下维持5-15min,然后于2~8℃下维持10-30min。
4、进一步地,将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于95℃下维持10min,然后于4℃下维持20min。
5、进一步地,所述tm缓冲液中tris-hcl浓度为10mm,mgcl2浓度为50mm,ph为8.0;所述四条dna单链的浓度为1μm。
6、进一步地,所述经鼻入脑给药的载体是经嗅球和三叉神经传递入脑给药的载体。
7、本发明还提供了四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的药物中的用途,所述药物以由seq id no.1~4所示的核苷酸序列通过碱基互补配对形成的四面体框架核酸为载体,搭载药物后而得。
8、进一步地,所述四面体框架核酸的制备方法包括以下步骤:将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于85~105℃下维持5-15min,然后于2~8℃下维持10-30min;
9、优选地,将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于95℃下维持10min,然后于4℃下维持20min。
10、进一步地,所述tm缓冲液中tris-hcl浓度为10mm,mgcl2浓度为50mm,ph为8.0;所述四条dna单链的浓度为1μm。
11、进一步地,所述药物为治疗脑部疾病的药物。
12、进一步地,所述药物为治疗脓毒血症性脑炎、帕金森病、阿尔茨海默病、脑缺血、癫痫的药物。
13、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
14、(1)本发明是首次将核酸作为小分子药物载体用于经鼻到脑给药的研究,可以用于治疗包括但不限于帕金森病、阿尔茨海默病、脑缺血、癫痫等脑部疾病,拓宽了脑组织给药领域的研究,提供了新的思路。
15、(2)该载药系统仅使用核酸及其它有效药物作为原料,合成成本低,生物安全性高,体内以及体外实验已经证明了该载药系统的药理作用,为脑组织疾病的治疗提供切实可行的解决方案。
16、(3)减少全身性副作用:直接将药物传递到大脑可以减少其在其他身体部位产生的副作用,从而提高治疗的安全性。
17、(4)急性治疗和救护:因为经鼻给药能够快速给药,所以它在急性脑损伤或中风的紧急治疗中具有潜力。同时因为鼻内给药的创伤小,患者依从性高,所以也可以实现对慢性病的管理。此外,也可以运送神经营养物质,预防脑部疾病。
18、(5)本发明的载药系统最早的验证了框架核酸作为载药系统经鼻给药的可能性,由于四面体具有非常良好的可编辑性,可以使用该框架核酸运载系统搭载多种有效的药物(如多肽或rna分子),再加上适配体可以实现精准靶向,从而实现对多种脑组织疾病的治疗。
19、本发明首次将框架核酸当作药物载体实现经鼻到脑的药物递送,目前没有任何研究使用框架核酸或者框架核酸载药用于经鼻到脑给药,这种给药方式可以绕过血脑屏障的阻碍,实现药物的脑组织递送。经鼻到脑的框架核酸药物递送途径可以实现无创的将药物递送至脑组织,减少了有创给药并发症的发生率。本发明的研究结果表明四面体框架核酸在经鼻入脑后仍然能保持完整的四面体结构,四面体框架核酸给药系统在搭载药物(如多肽)之后也能保护药物的完整性,减少药物在进入脑组织之前的损耗。由于经鼻给药的途径,可以实现无创给药,患者的依从性较高,无有创操作所以在治疗神经及精神系统中的慢性病时具有明显的优势。
20、本发明利用四面体框架核酸的尺寸、生物安全性、给药无创性等优势,通过活体成像及共聚焦切片评估了四面体框架核酸的脑靶向潜力,探究了其经鼻入脑的主要途径。发现了四面体框架核酸具有鼻腔分布广、鼻黏膜渗透能力强、鼻腔黏附能力强和生物安全性高等特点。利用四面体框架核酸搭载小分子多肽,经鼻到脑给药,实现了脓毒血症性脑炎小鼠的治疗,验证了该给药系统的生物利用价值。这为经鼻给药提供了一个创新的方案,有望在未来的临床应用中得到广泛推广和应用。
21、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。
22、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。
1.四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的载体中的用途,其特征在于:所述四面体框架核酸由seq id no.1~4所示的核苷酸序列通过碱基互补配对形成。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于:所述四面体框架核酸的制备方法包括以下步骤:将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于85~105℃下维持5-15min,然后于2~8℃下维持10-30min。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于:将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于95℃下维持10min,然后于4℃下维持20min。
4.根据权利要求3所述的用途,其特征在于:所述tm缓冲液中tris-hcl浓度为10mm,mgcl2浓度为50mm,ph为8.0;所述四条dna单链的浓度为1μm。
5.根据权利要求1~4任一项所述的用途,其特征在于:所述经鼻入脑给药的载体是经嗅球和三叉神经传递入脑给药的载体。
6.四面体框架核酸在制备经鼻入脑给药的药物中的用途,其特征在于:所述药物以由seq id no.1~4所示的核苷酸序列通过碱基互补配对形成的四面体框架核酸为载体,搭载药物后而得。
7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于:所述四面体框架核酸的制备方法包括以下步骤:将四条dna单链等摩尔溶于tm缓冲液后,于85~105℃下维持5-15min,然后于2~8℃下维持10-30min;
8.根据权利要求7所述的用途,其特征在于:所述tm缓冲液中tris-hcl浓度为10mm,mgcl2浓度为50mm,ph为8.0;所述四条dna单链的浓度为1μm。
9.根据权利要求6~8任一项所述的用途,其特征在于:所述药物为治疗脑部疾病的药物。
10.根据权利要求9所述的用途,其特征在于:所述药物为治疗脓毒血症性脑炎、帕金森病、阿尔茨海默病、脑缺血、癫痫的药物。