反义核酸通过碱基互补配对原则,与靶RNA结合形成双链,达到沉默目的(靶)基因表达的目的。理论上,反义核酸可以靶向任何致病基因并抑制其表达,具有治疗一切疾病的可能。天然反义核酸由于自身结构上的缺点,包括细胞穿透性差、易被核酸酶降解和脱靶效应等,不能直接用于药物治疗。对反义核酸的结构进行化学修饰,是改善其成药特性的重要手段之一。在本论文中,我们设计了简短易行的路线,从廉价易得的原料2-脱氧-D-核糖出发,成功合成了C4,-CF3-α-D-脱氧胸苷(C4’-CF3-α-D-dT)亚磷酰胺单体,通过常规的固相合成方法将其引入到DNA单链中,研究其作为反义核酸药物的性质。通过测定双链热变性温度,发现C4’-CF3-α-D-dT的引入会降低与互补链的结合亲和力,每引入一个该修饰分子,DNA-DNA双链Tm值下降约2.5℃,DNA-RNA杂交链Tm值下降约1℃。圆二色谱结果显示多个连续的C4’-CF3-α-D-dT修饰,会导致DNA-DNA双链和DNA-RNA杂交链的局部构象发生变化。RNase H1酶切实验表明,C4,-CF3-α-D-dT修饰会导致靶RNA链局部4 bp碱基(从修饰位置碱基开始指向反义核酸链5’端)对RNase H1酶切具有抗性。C4’-CF3-α-D-dT修饰还能提高寡聚脱氧核苷酸链在血清中的稳定性。最后通过激光共聚焦实验和流式细胞实验,证实了带有多个C4’-CF3-α-D-dT修饰的寡聚脱氧核苷酸链在没有转染试剂的介导下,能直接被细胞摄取。上述研究结果表明,C4’-CF3-α-D-dT修饰对反义核酸药物的靶标亲和力和RNase H1的诱导活性具有负面影响,但能够提高反义核酸的抗酶切稳定性和细胞穿透性。通过“gapmer”方式,将C4’-CF3-α-D-dT修饰置于反义核酸的两端,得到的反义核酸药物可能既有良好的细胞通透性和抗核酸酶切稳定性,也能够诱导RNase H1对靶标RNA降解。因此,C4’-CF3-α-D-dT修饰在反义核酸药物应用方面的价值,值得进一步深入探讨。