本发明涉及纳米生物材料合成,尤其涉及一种靶向线粒体mirna-204纳米探针及其制备方法与应用。
背景技术:
1、阿尔茨海默症(al zheimer's di sease,ad)是一种常见的神经退行性疾病,它主要表现为记忆力减退、认知功能障碍等。随着全球人口老龄化的加剧,老年人口比例的不断攀升,阿尔茨海默症的发病率也呈现出相应的上升趋势,给家庭和社会带来沉重的精神压力和经济负担。由于ad的致病机制非常复杂,ad的具体发病机制仍不确定,其药物的开发仍面临重大挑战。因此,ad的早期诊断、干预和治疗及其重要。
2、研究发现,细胞自噬在ad发病机制中起着关键作用,其中,mirna-204能控制线粒体能量输出,触发细胞自噬。然而,在ad的背景下,线粒体mirna-204的过度表达,会导致自噬功能的异常激活,细胞无法有效清除有害蛋白,触发细胞凋亡机制,加剧神经退行性变。此外,细胞的功能障碍也会影响能量代谢,导致活性氧(ros)的过量产生,进一步加剧了线粒体的损伤和功能障碍。因此,线粒体mirna-204的检测和调控对于ad的诊断和治疗尤为重要。
3、二氧化铈(ceo2)具有优异的热稳定性和化学稳定性,能够与多种组分发生相互作用,通常用作载体材料或添加剂,来提高纳米材料的稳定性和活性。ceo2纳米材料中独特的ce4+/ce3+氧化还原循环赋予了其天然氧化还原酶的活性。因此,ceo2纳米材料可以消除活性氧,防止自噬过程中发生的细胞损伤。
4、目前有关ad的研究中,以研制出能够通过激活线粒体自噬来治疗ad的同时还能调节ros水平的药物,然而如何能够选择性去除有缺陷的线粒体并降低对正常线粒体呼吸的损害的分子,依然是当前研究的一个重要方向。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术中的问题,本技术的目的一,提供一种靶向线粒体mi rna-204纳米探针,该纳米探针生物相容性好,能准确检测线粒体mi rna-204并影响线粒体mirna-204的表达,同时还能消除活性氧,可应用于制备ad诊疗药物。
2、本技术解决其技术问题所采取的方案是:包括ceo2-nh2纳米材料;
3、所述ceo2-nh2纳米材料表面修饰有线粒体靶向分子和表面有荧光基团修饰的dna-rna杂交链;
4、所述dna-rna杂交链包括dna链和rna链,所述dna链与所述mi rna-204中的序列部分或全部的碱基互补。
5、本技术的目的二,提供一种靶向线粒体mi rna-204纳米探针的制备方法,包括以下步骤:
6、洗涤ceo2-nh2纳米材料,随后将洗涤过的ceo2-nh2纳米材料与dna-rna杂交链、线粒体靶向分子混合均匀并孵育10-14h,获得靶向线粒体mi rna-204纳米探针,dna-rna杂交链与线粒体靶向分子的摩尔比为1:1。
7、优选的,所述ceo2-nh2纳米材料由包括以下步骤的制备方法制备得到:
8、s1,将乙酸铈和油胺溶于二甲苯中,获得混合溶液一,所述乙酸铈的质量(g)、油胺的质量(g)与二甲苯的体积(ml)比为(4.0~4.5):(30~35):(145~155);
9、s2,将混合溶液一于室温下剧烈搅拌12h,随后于真空条件下加热至90℃,再将去离子水快速注入到加热后的混合溶液一中,去离子水与混合溶液一的体积比为(1~13):(1~17),获得反应液;
10、s3,对获得的反应液进行2~4h孵育,孵育温度为90~95℃,直至反应液呈透明状,随后将反应液冷却至室温;
11、s4,取15~17m l经s3步骤处理过的反应液,再用100ml丙酮沉淀纳米颗粒并加入反应液中,随后进行离心处理,获得粗品ceo2纳米颗粒;
12、s5,将三氯甲烷加入到粗品ceo2纳米颗粒中,至粗品ceo2纳米颗粒的浓度为10mg/ml,随后进行离心处理,获得中间ceo2纳米颗粒;
13、s6,将氨基化试剂和中间ceo2纳米颗粒放入三氯甲烷中并混合均匀,获得混合溶液二,随后在抽真空条件下对混合溶液二进行旋转蒸发,蒸发温度为80~85℃,蒸发时间为1~1.5h,获得中间体,中间ceo2纳米颗粒的质量(mg)与氨基化试剂的体积(m l)、三氯甲烷的体积(m l)之比为(7~9):(2~5):(20~30);
14、s7,将去离子水倒入装有中间体的容器中,随后对其进行超声处理,获得悬浮液,随后通过0.2μm孔径的过滤器对悬浮液进行过滤,直至悬浮液呈透明状态;
15、s8,使用截留分子量为50kda的离心过滤器对透明状的悬浮液进行过滤,再使用具有10kda分子量截止值的透析盒对其进行24h的透析,获得纯净ceo2纳米颗粒;
16、s9,用硅烷偶联剂对纯净ceo2纳米颗粒进行修饰,修饰时间为10~14h,获得的修饰产物在30min内用20μl的spdp(3-(2-吡啶基二硫代)丙酸琥珀酰亚胺酯)进行活化,获得ceo2-nh2纳米材料。
17、优选的,所述dna-rna杂交链由包括以下步骤的制备方法制备得到:
18、s1,准备dna链溶液和rna链溶液,将dna链溶液和rna链溶液在避光条件下放入试管中并混合均匀,再将试管放入恒温仪器中,随后将恒温仪器的温度升至65℃并维持2min,升温速率为2℃/min,再升温至95℃并维持10min,升温速率为20℃/min,获得dna-rna杂交链。
19、优选的,所述线粒体靶向分子由包括以下步骤的制备方法制备得到:
20、使用核酸合成仪合成线粒体靶向分子。
21、本技术的目的三,在于提供一种靶向线粒体mirna-204纳米探针在制备阿尔兹海默症诊疗药物的应用。
22、优选的,所述药物的剂型包括片剂、散剂、混悬剂、颗粒剂、胶囊剂、注射剂、喷雾剂、溶液剂、灌肠剂、乳剂、膜剂、栓剂、贴剂、滴鼻剂或滴丸剂。
23、本技术的目的四,在于提供一种靶向线粒体mirna-204纳米探针在mirna-204检测中的应用。
24、综上所述,本发明的有益效果为:
25、靶向线粒体mirna-204纳米探针里面装载有检测线粒体mirna-204的dna-rna杂交链,能高度识别线粒体中过度表达的mirna-204,并沉默mirna-204基因表达;
26、通过沉默线粒体mirna-204的表达,靶向线粒体mirna-204纳米探针介导自噬通路的发生,恢复线粒体膜电位至正常水平;
27、靶向线粒体mirna-204纳米探针的生物相容性好,能穿越血脑屏障靶向线粒体,并能利用ceo2独特的活性氧清除机制对ad进行治疗。
28、上述说明仅是本发明的技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举较佳实施例,并配合附图,详细说明如下。
1.一种靶向线粒体mirna-204纳米探针,其特征在于,包括ceo2-nh2纳米材料;
2.根据权利要求1所述的一种靶向线粒体mirna-204纳米探针,其特征在于,所述纳米探针的粒径为40nm。
3.一种制备权利要求1或2的靶向线粒体mirna-204纳米探针的方法,其特征在于,包括以下步骤:
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述ceo2-nh2纳米材料由包括以下步骤的制备方法制备得到:
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述dna-rna杂交链由包括以下步骤的制备方法制备得到:
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述线粒体靶向分子由包括以下步骤的制备方法制备得到:
7.一种纳米探针在制备阿尔兹海默症诊疗药物的应用,其特征在于,采用如权利要求1或2所述的靶向线粒体mirna-204纳米探针。
8.根据权利要求7所述的纳米探针在制备阿尔兹海默症诊疗药物的应用,其特征在于:所述药物的剂型包括片剂、散剂、混悬剂、颗粒剂、胶囊剂、注射剂、喷雾剂、溶液剂、灌肠剂、乳剂、膜剂、栓剂、贴剂、滴鼻剂或滴丸剂。
9.一种纳米探针在mirna-204检测中的应用,其特征在于,采用如权利要求1或2所述的靶向线粒体mirna-204纳米探针。