CN115006423A - 四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途 - Google Patents

Abstract

本发明提供了四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途，属于生物医药领域。本发明首次发现，对创伤性脑损伤小鼠模型施用本发明提供的四面体框架核酸后，小鼠学习记忆能力得到改善，小鼠神经干细胞增殖促进，小鼠海马区内炎症因子的水平降低，同时小胶质细胞和星形胶质细胞的增生减少。说明本发明的四面体框架核酸能够通过减轻胶质细胞增生及炎症因子的释放，减少病灶区的神经炎症带来的继发性损伤，同时能够促进内源性神经干细胞的增殖，发挥神经保护作用，促进认知功能障碍的恢复，从多方面协同治疗脑外伤后遗症。本发明提供的四面体框架核酸能够有效治疗脑外伤后遗症，临床应用前景广阔。

Description

四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物 中的用途

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途。

背景技术

随着我国现代化进程的不断加快，工业、交通运输业的飞速发展以及运动损伤、意外事故和自然灾害等致伤因素的存在，脑外伤发生率日渐增高，成为我国创伤发病中仅次于四肢损伤的病种。尽管颅脑神经外科救治水平大大提高，重度脑损伤的死产率已明显降低，但脑损伤所造成的脑细胞神经元结构和功能损害仍难恢复。在我国，每年100多万罹患者中，20多万人遗留长期昏迷、瘫痪、痴呆、记忆功能减退等功能残疾。目前。脑损伤及其伴发各种功能障碍的存活者中，分别有10％、66％或100％的轻、中度和重度患者会遗留永久的残疾。其中，轻度脑损伤患者有10％-15％存在长期的认知和行为功能障碍，重度脑损伤患者至少有50％存在长期的损伤相关障碍。而记忆力、定向力、注意力、执行功能和解决问题能力等认知功能障碍往往更为突出，对患者生活的影响有时甚至远远超过躯体功能障碍，不但造成社会适应能力降低，而且给家庭和社会造成沉重负担，其治疗亦是临床重点和难点。

认知功能障碍作为脑外伤常见的后遗症之一，目前临床上尚无明确的治疗药物，主要依赖机体自身的恢复能力。对于许多患者而言，认知功能障碍可能导致其社会适应能力下降，对患者的心理造成严重的影响，甚至因此自杀。积极寻找能改善患者脑外伤后认知功能障碍的药物迫在眉睫。

目前临床上改善脑损伤后中枢神经功能的药物有：胆碱酯酶抑制剂类药如多奈哌齐，可提高严重脑损伤青少年的记忆指标；神经节苷脂类药物如单唾液酸神经节苷脂，在脑外伤常规救治的基础上，可以促进神经细胞生长，促进伤后神经功能恢复；中枢神经兴奋类药物如利他林，能促进脑损伤后认知和行为功能康复。然而这些药物大都只针对某单一环节，缺乏整体协同治疗作用；而且药物价格昂贵，治疗成本较高。亟需开发出一种价格便宜，并且能够从多方面改善脑外伤后遗症的药物。

发明内容

本发明的目的在于提供四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的新用途。

本发明提供了四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途。

进一步地，所述四面体框架核酸由4条单链DNA经碱基互补配对形成；所述4条单链DNA的序列分别为SEQ ID NO.1～4所示的序列。

进一步地，所述四面体框架核酸由如下方法制备而成：将四面体框架核酸的4条单链DNA于85～105℃下维持5min以上，然后于2～8℃下维持10min以上。

进一步地，所述四面体框架核酸由如下方法制备而成：将DNA四面体的4条单链于95℃下维持10min，然后于4℃下维持20min。

进一步地，所述脑外伤后遗症为脑外伤后认知功能障碍。

进一步地，所述脑外伤后遗症为脑外伤后神经损伤。

进一步地，所述脑外伤为创伤性脑损伤。

进一步地，所述药物是减少胶质细胞的增生，降低海马区内炎症因子的释放，促进神经干细胞的增殖，和/或改善学习记忆能力的药物。

进一步地，所述药物是以四面体框架核酸为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备而成的制剂。

进一步地，所述制剂为注射制剂。

本发明首次发现，对创伤性脑损伤小鼠模型施用本发明提供的四面体框架核酸后，小鼠学习记忆能力得到改善，小鼠神经干细胞增殖促进，小鼠海马区内炎症因子的水平降低，同时小胶质细胞和星形胶质细胞的增生减少。说明本发明的四面体框架核酸能够通过减轻胶质细胞增生及炎症因子的释放，减少病灶区的神经炎症带来的继发性损伤，同时能够促进内源性神经干细胞的增殖，发挥神经保护作用，促进认知功能障碍的恢复，从多方面协同治疗脑外伤后遗症。

本发明提供的四面体框架核酸能够有效治疗脑外伤后遗症，临床应用前景广阔。

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。

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。

附图说明

图1是四面体框架核酸及其单链的PAGE电泳图。

图2是四面体框架核酸及其单链的毛细管电泳图。

图3是四面体框架核酸的粒径图。

图4是四面体框架核酸的Zeta电位图。

图5是四面体框架核酸的透射电镜图。

图6是各组小鼠海马区神经干细胞免疫荧光染色的荧光图和统计分析图。

图7是各组小鼠海马区新生神经元细胞数量的荧光图和统计分析图。

图8是各组小鼠海马区星形胶质细胞荧光图和统计分析图。

图9是各组小鼠海马区小胶质细胞荧光图和统计分析图。

图10是各组小鼠海马区炎症因子western blot图和统计分析图。

图11是各组小鼠海马区凋亡蛋白western blot图和统计分析图。

图12是各组动物治疗后水迷宫实验结果图及统计分析图。

具体实施方式

本发明所用原料与设备均为已知产品，通过购买市售产品所得。

实施例1、四面体框架核酸的合成

将四条DNA单链(S1、S2、S3、S4)溶解于TM缓冲液(10mM Tris-HCl,50mM MgCl₂,pH＝8.0)中，四条DNA单链的终浓度为1μM，充分混合，迅速加热至95℃保持10分钟，之后迅速降温至4℃并维持20分钟，即可得到四面体框架核酸，简称tFNA。

表1.四条DNA单链的序列

根据四面体框架核酸的PAGE凝胶电泳(图1)和毛细管电泳(图2)可见四面体骨架核酸大小约为180KD，可认为四面体框架核酸已成功合成。四面体粒径大小约为10.8nm(图3)，电位为-3.68mV(图4)。使用透射电镜观察，镜下可见特征的四面体结构(图5)。

以下通过实验例证明本发明的有益效果。

实验例1、四面体框架核酸对创伤性脑损伤模型的治疗效果

1、实验方法

模型动物：探索tFNA对创伤性脑损伤(TBI)动物的疗效，建立了TBI的标准动物模型。将小鼠随机分为三组：Control：正常对照组；TBI+saline：模型组；TBI+tFNA：模型+tFNA治疗组。

先用水合氯醛麻醉小鼠，然后将小鼠固定在立体定向仪上，沿着中线切开头皮，然后在前囟和人字缝之间，中线外1mm处，进行5×5mm的颅骨切除术。然后用3mm大小的不锈钢针头撞击大脑皮层，以4.4m/s的恒定速度产生TBI。受伤后，用精细外科缝线缝合头皮，随后将小鼠置于37°培养箱中恢复。模型+tFNA治疗组于外伤后4小时开始给予尾静脉注射0.1mL实施例1制得的四面体框架核酸(1uM)，间隔24小时注射一次，连续注射15天。对照组注射等量的生理盐水，每天注射一次。

相关指标检测：急性期注射3天四面体框架核酸结束后，取小鼠脑组织切片进行免疫荧光染色，Iba-1、GFAP标记海马区小胶质细胞和星型胶质细胞的数量变化。去脑组织采用WB检测小鼠海马内炎症因子(IL-1β，IL-6，TNFα)，以及小鼠脑内凋亡相关蛋白(caspase3,active caspase3)水平的变化。另外组四面体框架核酸注射15天结束后的第二天，取小鼠脑组织切片进行免疫荧光染色，分别用Brdu、Sox2、DCX标记海马区神经干细胞的增殖分化。同时，水迷宫行为学检测小鼠治疗后的认知功能情况。

2、实验结果

(1)免疫荧光发现造模组急性期小鼠海马区小胶质细胞出现明显的增多，而采用四面体框架核酸治疗后小胶质细胞明显减少，说明四面体框架核酸减少了小胶质细胞的增生(图6)。

(2)免疫荧光发现造模组急性期小鼠海马区星形胶质细胞出现明显的增多，而采用四面体框架核酸治疗后，小胶质细胞明显减少，说明四面体框架核酸减少了星形胶质细胞的增生(图7)。

(3)WB检测发现急性期治疗组小鼠海马区内炎症因子(IL-1β，IL-6，TNFα)的表达水平较模型组出现明显的下降，说明四面体框架核酸降低了脑外伤后小鼠海马区内炎症因子的水平(图8)。

(4)注射15天四面体框架核酸后采用水迷宫对小鼠进行行为学测试发现小鼠的学习记忆能力得到改善(图9)。

(5)注射15天四面体框架核酸免疫荧光发现造模组小鼠海马区神经干细胞的标记物出现明显的增多，而采用四面体框架核酸治疗后，神经干细胞标记明显增多，说明四面体框架核酸能够促进神经干细胞的增殖，发挥神经保护作用(图10)。

综上，对创伤性脑损伤小鼠模型施用本发明提供的四面体框架核酸后，小鼠学习记忆能力得到改善，小鼠神经干细胞增殖促进，小鼠海马区内炎症因子的水平降低，同时小胶质细胞和星形胶质细胞的增生减少。说明本发明的四面体框架核酸能够通过减轻胶质细胞增生及炎症因子的释放，减少病灶区的神经炎症带来的继发性损伤，同时能够促进内源性神经干细胞的增殖，发挥神经保护作用，促进认知功能障碍的恢复，从多方面协同治疗脑外伤后遗症。本发明提供的四面体框架核酸能够有效治疗脑外伤后遗症，临床应用前景广阔。

SEQUENCE LISTING

<110> 四川大学

<120> 四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途

<130> GYKH1118-2022P0115424CC

<160> 4

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 63

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 1

atttatcacc cgccatagta gacgtatcac caggcagttg agacgaacat tcctaagtct 60

gaa 63

<210> 2

<211> 63

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 2

acatgcgagg gtccaatacc gacgattaca gcttgctaca cgattcagac ttaggaatgt 60

tcg 63

<210> 3

<211> 63

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 3

actactatgg cgggtgataa aacgtgtagc aagctgtaat cgacgggaag agcatgccca 60

tcc 63

<210> 4

<211> 63

<212> DNA

<213> 人工序列

<400> 4

acggtattgg accctcgcat gactcaactg cctggtgata cgaggatggg catgctcttc 60

ccg 63

Claims (10)

1.四面体框架核酸在制备预防和/或治疗脑外伤后遗症的药物中的用途。

2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述四面体框架核酸由4条单链DNA经碱基互补配对形成；所述4条单链DNA的序列分别为SEQ ID NO.1～4所示的序列。

3.如权利要求2所述的用途，其特征在于，所述四面体框架核酸由如下方法制备而成：将四面体框架核酸的4条单链DNA于85～105℃下维持5min以上，然后于2～8℃下维持10min以上。

4.如权利要求3所述的用途，其特征在于，所述四面体框架核酸由如下方法制备而成：将DNA四面体的4条单链于95℃下维持10min，然后于4℃下维持20min。

5.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述脑外伤后遗症为脑外伤后认知功能障碍。

6.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述脑外伤后遗症为脑外伤后神经损伤。

7.如权利要求1-6任一项所述的用途，其特征在于，所述脑外伤为创伤性脑损伤。

8.如权利要求1-6任一项所述的用途，其特征在于，所述药物是减少胶质细胞的增生，降低海马区内炎症因子的释放，促进神经干细胞的增殖，和/或改善学习记忆能力的药物。

9.如权利要求1-8任一项所述的用途，其特征在于，所述药物是以四面体框架核酸为活性成分，加上药学上可接受的辅料制备而成的制剂。

10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述制剂为注射制剂。

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