[发明专利]一种阳离子脂质载体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的非病毒基因给药载体，具体涉及到一种新型阳离子脂质载体及其制备方法。本发明属于生物医药技术领域， 

背景技术

上个世纪90年代，人类开展了规模宏大而意义非凡的人类基因组计划，随着整个计划的完成，人类开始了自己的基因时代。人类对基因的进一步认识也开启了医药研究的生物时代，而基因治疗自然就成为了国内外生物医药要研究的热点领域之一。基因治疗与传统的疗法相对有着独特的优势，尤其是对一些传统医药无法治愈的遗传性或是后天疾病，如：一些恶性肿瘤或是先天性免疫性疾病。在基因治疗的发展中有一个关键问题就是需要一种安全，高效的基因给药载体。目前应用于基因输送的运载系统有很多，主要分为病毒和非病毒转运体系。病毒性载体具有转染效率高的特点，但是病毒性载体具有很强的免疫原性反应，缺乏靶向性，具有与宿主细胞潜在的整合的危险。在病毒性载体的发展中分别有三次医疗事故对病毒性载体的发展起到了很大的影响：1999年在美国宾夕法尼亚大学医学院发生的重组腺病毒“Jesse Gelsinger”事件；2000年在法国发生的逆转录病毒诱导的白血病事件；2003年发生了第二例白血病诱发事件。这些事件严重打击了基因治疗的研究，同时也促使了研究人员对如何研发出安全有效的基因载体提出了更高的要求。在这样的背景下，非病毒基因载体的研究逐渐成为研究的热点。 

目前非病毒转运系统主要包括阳离子脂质体、聚合物、纳米粒、树突结构和透膜性肽等。其中阳离子载体中的阳离子脂质载体因其独特的结构特点一直成为科学界的研究热点。阳离子类物质的报道最早见于上世纪70年代，该类物质能表现出很好的油水两性。在上个世纪90年代阳离子脂质载体的发展就取得了很好的发展，通过对多种哺乳类生物细胞的研究发现阳离子载体能够有效的转入多种基因，而使细胞成功的表达相对应的蛋白。阳离子类载体是由阳离子头部，脂肪族尾部及连接臂组成的两性物质。头部通常以多肽、糖脂等阳离子为主，尾部通常为脂肪族长链， 连接臂主要以在体内能降解的二硫键或酰胺键为主。该类化合物主要是通过静电与DNA/RNA相互作用，将DNA/RNA压缩聚合。以内吞的形式进入细胞，形成的核内体，由于环境pH的变化而使核内体的结构由膜状结构变为六面体结构，而释放DNA/RNA产生作用。阳离子脂质载体具有较高的转染效率，其原因在于：首先，阳离子脂质载体作为一种pH敏感型载体，具有质子海绵作用与亲水-疏水型构型变化作用，载体可以通过这两种方式有效的释放包载物。阳离子脂质载体的头部由于自身的结构特点多具有两个不同的pKa值，一个高于平均生理pH值，另外一个低于平均生理pH值。因此，阳离子脂质体从胞外进入到胞内形成核内体的过程，就是经历生理pH值从高到低的过程(细胞中内吞体与溶酶体及细胞核周围的pH值约为4.5左右)，而这种pH的变化势必会引起如：赖氨酸或是组氨酸等易于质子化的基团质子化，从而带来核内体膜的不稳定，使核内体膜的形态从在近中性的pH环境下的亲水结构层状结构变为在酸性环境下的疏水六面体结构，从而释放出包载物。对于核内体膜会在不同pH条件下发生形态变化的直接证据，则是来源于流感病毒中的一种蛋白。该种蛋白被称之为融合蛋白(fusogenic protein)，其基本结构融合肽(fusogenic peptide)，来源于流感病毒血凝素蛋白。融合蛋白序列是一种短的、两亲性序列，在酸性pH环境中，该序列会发生构型变化，从而使病毒逃逸出核内体，这也是流感病毒能够进入人体细胞并能成功自我复制，感染细胞的原因所在。