[发明专利]大环脂类化合物及其应用

说明书

相关申请

该申请的优先权为美国两个临时专利：1）临时申请号：61377244，申请日：2010年8月26日；2）临时申请号：61384880，申请日：2010年9月21日。

技术领域

本发明合成了具有多功能尾部的新的大环脂类化合物及含有大环脂类化合物的脂质-核酸颗粒的制备方法。含有该化合物的颗粒能增强基因表达的沉默程度。

背景技术

治疗分子能否顺利传递到机体受限于治疗分子到达并进入靶细胞和组织的能力。目前已经发现以脂类物质为载体可以促进许多治疗分子的传递。脂类载体系统一般包括脂质体或脂质颗粒。脂质体的结构通常由亲水的中心和外围的脂质双分子层组成。脂质颗粒和脂质分子层由一个疏水端和一个亲水端组成。疏水区域通常由脂的烷烃链构成，亲水端通常由脂质的带电基团或极性部分构成。由于脂类物质的双亲性质，使它们能形成上述脂质体或脂质颗粒的结构。

脂质体或脂质颗粒可以在其内部的水相或疏水区和／或表面传递药物治疗分子。它们可能在治疗分子进入机体前以及机体给药后起到稳定治疗分子的作用。同时，通过系统性给药，如进入循环系统，或局部用药，如皮肤给药，促进治疗分子进入靶组织或器官。另外，脂质体或脂质颗粒还可以促使治疗分子进入靶细胞的细胞质。这些现象的机理仍不完全清楚。

多核苷酸是重要的治疗药物分子之一，通常为DNA或RNA等，但包括各种修饰形式，如单链和双链区域。通过脂质体或脂质颗粒形式的脂类载体系统，可以增强多核苷酸，特别是双链RNA的传递。脂质体和脂质颗粒能够与多核苷酸通过电荷作用进行结合，即多核苷酸中每个核苷酸的磷酸基团携带一个负电荷，如果脂质体或脂质颗粒带正电，便能与多核苷酸的带电荷区结合。类似地，多核苷酸也可以和脂质双分子层的极性区域结合。脂质体和脂质颗粒不但可以包裹多核苷酸，也可以在他们的极性或带电荷表面与多核苷酸结合。

虽然脂质体和脂质颗粒能很好地与多核苷酸结合，但很少有人知道脂质体和脂质颗粒如何促进多核苷酸的传递。人们目前能确信的是脂质体或脂质颗粒的组成部分能促进多核苷酸传递到靶细胞，但是其传递效果是不可预测的，具有很大的波动性，它会受脂质体或脂质颗粒的制备工艺的影响，也会受相同制备工艺中不同准备方法的影响。脂质体或脂质颗粒的制备工艺在很大程度上会影响治疗分子在器官之间的传递效果，因此，治疗分子在体外培养细胞中的高效传递不能预测相同的方法是否能提高治疗分子在生物体内给药后的传递效果。

通常认为脂质颗粒和脂质体上的阳离子是增强治疗分子特别是多核苷酸传递能力的关键，但这些阳离子在传递过程中的关键作用以及其结构与功能的相互关系仍是未知的。阳离子脂质颗粒或阳离子脂质体对治疗分子传递的促进作用可能来自一个或多个因素，包括它们结合多核苷酸的能力，对脂质双分子层结构的影响，融合靶细胞膜的能力，以及或协助多核苷酸进入细胞质的能力。这些不确定性造成了在这一领域的研究存在不可预知性。

天然存在的阳离子脂质数量有限，而且，天然脂质酯分子存在多种异构体，其生产途径源自提取而非人工合成，因此成本巨大，特别是难以进行大规模生产。目前，均相合成的单一脂质酯已经商业化，即便合成数量有限，仅限于研究使用。我们合成的新型阳离子脂质酯及由其组成颗粒和脂质体成功地改进了脂类载体传递治疗分子的能力，现在，我们需要做的是筛选出能够增强脂类载体传递能力，尤其是能够与治疗分子制成制剂的阳离子脂质颗粒和脂质体，从而进行重复生产。

发明内容

本发明涉及一种大环脂类化合物，它可以通过结构式I所示的环状化合物和结构式II或III所示的环氧化合物反应来制备。

在结构式I中，X为N，O或S，并且环状化合物上的X可以不相同。当X为O或S时，则R不存在；当X为N，R可以是H、直链或者支链烃基、芳基、胆固醇、CH₂CONH₂、CH₂CONHCH₃、桥联在环状化合物一对氨基上的亚甲基、桥联在环状化合物一对氨基上的亚乙基，这样的R可以是一个以上。环状化合物中的CH₂-XR-CH₂单元数m可以重复2到10次。对于每一个CH₂-XR-CH₂重复单元，n为0或1。在结构式II和III中，R'为C₁到C₂₀。