DNA四面体框架核酸和香蒲新苷的复合物及其制备治疗急性肾损伤的药物的用途

本发明提供了香蒲新苷治疗急性肾损伤的新用途，并公开了DNA四面体框架核酸和香蒲新苷的复合物，DNA四面体框架核酸和香蒲新苷具有协同增效减少肾皮质近曲小管上皮细胞凋亡，减少肾脏组织坏死、恢复肾功能的作用，并能防治肾纤维化，阻止急性肾损伤向慢性肾病的发展，为临床提供了新的选择。

背景：

急性肾损伤（AKI）是全球发生率最高的综合征之一，是一个有害的全球性问题，与慢性肾脏疾病 （CKD） 和各地区的医院死亡率关系密切。急性肾损伤住院患者的死亡率通常为10～20%，ICU病人为44.7%～53%。并且，即使是轻微的肾功能损伤也会导致不良预后并影响长期肾功能。急性肾损伤患者发生慢性肾病的风险增加了6倍，初期慢性肾病进展到终末期慢性肾衰的风险增加了28倍。急性肾损伤既是发生慢性肾病的危险因素，也是慢性肾病进展的启动因素。目前针对急性肾损伤有许多的临床研究，然而，目前尚无特异性和无肾毒性的治疗可用于在早期阶段逆转急性肾损伤从而改善预后。因此，迫切需要开发新颖的，有效的急性肾损伤治疗方法。

前沿科研成果：具有治疗急性肾损伤的四面体框架核酸- 香蒲新苷复合物

香蒲的花粉被称为“蒲黄”，是一种广泛分布的水生植物，具有降血脂及抗动脉粥样硬化、抗凝血、心肌缺血保护、镇痛等药理作用。类黄酮成分香蒲新苷（Typhaneoside，Typ，CAS：104472-68-6）是蒲黄的主要提取物，在心脏缺血再灌注损伤等疾病中表现出良好抗氧化应激作用。但目前，香蒲新苷对急性肾损伤的作用尚未见报道。同时，正如大多数中药单体一样，香蒲新苷受到其水溶性差、全身生物利用度低和在生理介质中的不稳定性的限制，严重制约了其治疗效果。

DNA纳米结构具有天然的生物相容性、稳定的结构、高生物利用度的特点，近年来已成为一个热门的研究课题。其中，DNA四面体框架核酸（tFNAs）可由四个单链DNA（ssDNA）通过退火组装，易于制备且稳定性极佳，适用于广泛的应用。值得注意的是，得益于DNA材料的双链结构和化学特性，tFNAs能够搭载种寡核苷酸药物，如反义寡核苷酸 (ASO)、小干扰 RNA (siRNA)、微小RNA (miRNA)、抗菌肽等多肽，以及白藜芦醇、姜黄素等小分子药物。基于表面负电荷和独特的四面体框架，tFNAs能够通过小窝蛋白介导表现出优良的入胞效果，可以增加tFNAs携带的药物在细胞内的累积。同时，此前有中国专利CN112587542A公开了tFNA对急性肾损伤的治疗作用。

基于以上所述，我们的技术团队将tFNA与Typ复合形成新的纳米系统，tFNA 的保护增加了Typ的体内稳定性和入胞效率，以此降低Typ的生物用量并提高其体内应用的生物安全性，并且，tFNA与Typ在治疗中协同增效，使治疗作用最大化。

研究方法：

采用AFM、TEM、和PAGE等方法鉴定tFNA- Typ Complex (TTC)的合成；共聚焦显微镜和流式细胞术检测TTC进入人肾小管上皮细胞（HK-2）的能力；CCK8检测TTC对人肾小管上皮细胞增殖的影响；流式细胞术检测TTC对人肾小管上皮细胞凋亡的影响；免疫荧光、WB检测TTC对人肾小管上皮细胞相关蛋白的调控；免疫荧光检测人肾小管上皮细胞线粒体的形态、功能与电位。小动物活体成像检测TTC在造模小鼠体内的药代动力学及分布，动物实验（缺血再灌注模型）检测TTC对AKI的治疗作用。

实验结果：

在这项研究中，技术团队采用四面体框架核酸（tFNAs）的双螺旋结构搭载中药单体香蒲新苷（Typ）成功合成tFNA-Typ复合物（TTC），用于缺血再灌注急性肾损伤（AKI）治疗。该体系具有高效的细胞线粒体和体内肾小管双靶向能力。TTC具有良好的入胞效率，并且能减少线粒体ROS，恢复线粒体形态和动态平衡，在细胞及动物模型中表现出促进线粒体修复。并且基于此机制，在体外和体内均检测到细胞凋亡的下降。此外， 在动物模型中，TTC能减轻肾小管损伤和促进肾功能恢复。这项研究为临床AKI以及其他线粒体相关疾病提供了有前景的治疗方法，促进了DNA纳米材料在肾脏疾病的应用。

研究结论：

我们的技术团队成功地构建了一种用于治疗急性肾损伤的香蒲新苷递送系统，DNA四面体框架核酸和香蒲新苷具有协同增效减少肾皮质近曲小管上皮细胞凋亡，减少肾脏组织坏死、恢复肾功能的作用，并能防治肾纤维化，阻止急性肾损伤向慢性肾病的发展，为临床提供了新的选择。

发表文献：ACS Nano. 2023, 8767-8781. IF=17  DOI: 10.1021/acsnano.3c02102

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