脂質(zhì)納米顆粒(LNP)在 mRNA疫苗中發(fā)揮了重要的作用。此外,許多臨床前和臨床研究也表明LNP在核酸治療領(lǐng)域有著巨大的潛力。LNP的諸多結(jié)構(gòu)及生物學(xué)特性并不僅僅歸因于單一的脂質(zhì)成分穩中求進,而是各類脂質(zhì)的組合推廣開來。因此發展需要,本文將著重描述不同的脂質(zhì)成分在LNP制備中的作用規劃。
陽(yáng)離子脂質(zhì)
可電離的陽(yáng)離子脂質(zhì)通常有一個(gè)叔胺集聚效應,它在中性條件下脫質(zhì)子化長期間,在低于脂質(zhì)酸解離常數(shù)(pKa)的pH條件下帶正電荷基本情況。陽(yáng)離子脂質(zhì)有兩個(gè)關(guān)鍵的功能:一是促進(jìn)LNP中的核酸包封;二是介導(dǎo)核內(nèi)體膜破壞,使核酸釋放到細(xì)胞質(zhì)中力量。此外我有所應,陽(yáng)離子脂質(zhì)也能在核內(nèi)體攝取中發(fā)揮重要作用:或直接通過(guò)某些脂質(zhì)上的正電荷與帶負(fù)電荷的細(xì)胞膜之間相互作用,或通過(guò)與支持細(xì)胞攝取的血漿蛋白結(jié)合發(fā)揮作用深入實施。
圖1為Comirnaty至關重要、Spikevax和Onpattro中使用的三種不同的陽(yáng)離子脂質(zhì)。開(kāi)發(fā)出一款有效的陽(yáng)離子脂質(zhì)并非易事效果,需要考慮生物降解性有所應、耐受性、蛋白表達(dá)和免疫原性等諸多問(wèn)題合作關系,并且用于包裹siRNA的陽(yáng)離子脂質(zhì)著力提升,不一定適用于DNA和RNA的包裹。
圖1.陽(yáng)離子脂質(zhì)
PEG脂質(zhì)
PEG脂質(zhì)的選擇極大地影響LNP的大小傳遞、穩(wěn)定性融合、體內(nèi)分布和轉(zhuǎn)染效率等關(guān)鍵特性。在LNP制備和存儲(chǔ)過(guò)程中相關性,PEG脂質(zhì)通過(guò)提供空間屏障來(lái)穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)完成的事情,既能驅(qū)動(dòng)自組裝又能防止顆粒聚集。圖2的電鏡圖中不難看出穩定,當(dāng)PEG脂質(zhì)占比提升時(shí)改造層面,LNP的粒徑有較明顯的下降。此外效高化,PEG脂質(zhì)在一定程度上控制LNP的循環(huán)時(shí)間及其與細(xì)胞間的相互作用新體系。選擇哪一種PEG 脂質(zhì)高度取決于治療目的投入力度、靶器官和/或細(xì)胞類型以及給藥途徑創造,并應(yīng)考慮構(gòu)成脂質(zhì)尾巴的烷基/酰基鏈的摩爾比和長(zhǎng)度貢獻法治,研究表明這些參數(shù)都會(huì)影響LNP的關(guān)鍵特性設備製造。
圖2.LNP電鏡圖
膽固醇
膽固醇在細(xì)胞膜中的作用很大程度上取決于具體情況。當(dāng)與具有低凝膠-液晶相變(Tm)的脂質(zhì)結(jié)合時(shí)高質量,膽固醇有助于形成液序相相對簡便,其特征是膜流動(dòng)性降低、雙分子層厚度增加(圖3)流程,膽固醇和低Tm脂類發(fā)生“凝結(jié)"合作,因此脂類和膽固醇的橫截面積低于單個(gè)橫截面積的總和。然而助力各業,當(dāng)與高Tm脂質(zhì)結(jié)合時(shí)極致用戶體驗,膽固醇提高膜流動(dòng)性并使雙分子層變窄。在這兩種情況下,膽固醇都會(huì)將脂質(zhì)拉向液體狀態(tài)建議。另外品率,膽固醇可顯著減少LNP表面結(jié)合蛋白的數(shù)量,并改善循環(huán)半衰期不斷發展。因此積極影響,相對(duì)于內(nèi)源性膜,LNP配方中含有等量的膽固醇可以防止凈流出或流入緊密協作,并保持膜的完整性越來越重要。
圖3.三種不同的脂膜相
中性脂質(zhì)
中性脂質(zhì)又稱為輔助型脂質(zhì),常見(jiàn)的有DOPE發揮重要作用、DSPC像一棵樹、DOPC等。與其他組分相比去突破,針對(duì)中性脂質(zhì)的研究相對(duì)較少能運用,其在配方中的占比為總脂質(zhì)的10%?20%。中性脂質(zhì)常作為L(zhǎng)NP配方的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)智能設備,因?yàn)樗鼈兛梢宰园l(fā)地組織成脂質(zhì)雙層不可缺少,且較高的相變溫度可增強(qiáng)LNP的膜穩(wěn)定性,與之相對(duì)應(yīng)特點,LNP在內(nèi)涵體逃逸時(shí)積極回應,其又能破壞內(nèi)涵體穩(wěn)定性,提高核酸遞送效率又進了一步。中性脂質(zhì)通常是半合成的多種場景,例如,磷脂酰膽堿通常來(lái)源于蛋黃和大豆等天然原料規劃,并且可以進(jìn)行化學(xué)修飾(如增加脂肪酸尾巴)擴大公共數據。
圖4.不同類型的納米粒子
參考文獻(xiàn):
1. Hald Albertsen C, Kulkarni JA, Witzigmann D, Lind M, Petersson K, Simonsen JB. The role of lipid components in lipid nanoparticles for vaccines and gene therapy. Adv Drug Deliv Rev. 2022 Sep;188:114416. doi: 10.1016/j.addr.2022.114416. Epub 2022 Jul 3. PMID: 35787388; PMCID: PMC9250827.
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