[发明专利]一种可离子化脂质分子、其制备方法及其在制备脂质纳米颗粒中的应用

说明书

本发明公开了一种可离子化脂质分子、其制备方法、包含其的组合物、其在制备用作将核酸递送至细胞的载体中的应用及其在制备脂质纳米颗粒LNP的应用，通过改进可离子化脂质分子的结构并对LNP组分方案的调整，提高mRNA‑LNP制剂的作用效力。本发明的可离子化脂质分子具有式(I)的结构：所述可离子化脂质分子与磷脂、胆固醇、聚乙二醇通过微流控合成获得LNP，得到的LNP能提高负载物‑mRNA在细胞内的翻译表达水平，提高mRNA‑LNP制剂的作用效力，给予个性化mRNA‑LNP制剂的理论治疗提供了理论基础。

引用的优先权

本申请要求CN202110159969.3的优先权，该优先权文件的全文通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别是一种可离子化脂质分子、其制备方法及其在制备脂质纳米颗粒的应用。

背景技术

治疗性核酸包括小型干扰RNA(siRNA)、微RNA(miRNA)、信使RNA(mRNA)。此类核酸通过多种机制起作用。在siRNA或miRNA的情况下，可通过RNA干扰(RNAi)的方法下调特定蛋白质的细胞内水平。将siRNA或miRNA引入细胞质后，siRNA或miRNA可结合RISC蛋白质，其有义链被RISC复合体移走，因而在RISC内提供了可识别并结合具有针对结合的siRNA或miRNA序列的互补序列的mRNA的模板。在结合互补mRNA后，RISC复合体切割mRNA并且释放切割的链。RNAi可通过相应的编码蛋白质合成的mRNA的靶向特异性破坏来提供特定蛋白质的下调。

RNAi技术的治疗性应用极其广泛，因为可用针对靶蛋白的任意核苷酸序列来构建相对应的siRNA或miRNA。目前，siRNA或miRNA构建体已在体外和体内模型中显示出特异性下调靶蛋白的能力。然而，siRNA或miRNA用作全身性治疗剂将面临两个问题。其一，它们对血浆中的核酸酶非常敏感；其二，当全身性施用siRNA或miRNA时，其进入可在其中结合RISC的细胞内区室的能力有限。为稳定此类双链分子，可在分子内掺入经化学修饰的核苷酸连接体，例如硫代磷酸酯基团。然而，这种化学修饰只能提供有限的保护作用，并且可能降低分子的活性。其他方法包括使用载体递送系统诸如聚合物、可离子化脂质分子，或对此类双链分子进行化学修饰(例如通过共价连接可离子化脂质分子)，来促进siRNA或miRNA的细胞内递送。

mRNA通过转移存储在DNA中的指令来控制活细胞所需的蛋白质合成。mRNA治疗是利用化学修饰后的mRNA分子进入细胞质中，利用细胞质内的自有核苷酸进行转录表达，生成机体所需要的蛋白质。mRNA疫苗是将mRNA在体外进行相关的修饰后传递至机体细胞内表达并产生蛋白抗原，从而诱导机体产生针对该抗原的免疫应答，进而扩大机体的免疫能力。理论上，mRNA能够表达任何蛋白质，因此可来治疗各种疾病和生产各类疫苗。

mRNA可分为非复制性mRNA(nonreplicating mRNA)和自扩增mRNA(self-amplifying mRNA)两类：非复制性mRNA仅编码目标蛋白并包含5’和3’非翻译区(UTR)；自扩增mRNA不仅编码目标蛋白，而且还编码能够使细胞内RNA扩增和蛋白表达的复制机制。与非复制性mRNA相比，自扩增mRNA可以持续大量表达目标蛋白，即在同样地治疗或免疫效果的前提下，施用更少的剂量。

基于mRNA的治疗的挑战之一是半衰期短，可被大量细胞外RNA酶迅速降解。此外是其免疫原性，即外源性RNA通常被机体视为病毒感染的信号。可通过对mRNA结构进行各种化学修饰，例如修改5'-帽，多聚腺苷酸(A)尾部，5'-和3'-UTR以及编码区域，替换天然腺苷为N1-甲基腺苷(m1A)或N6-甲基腺苷(m6A)，来稳定mRNA空间结构并且降低免疫原性以实现蛋白的高表达水平。另外，由于mRNA的大小明显大于siRNA或miRNA构建体，大多数细胞对mRNA的摄入效率低。迄今为止，研究人员已使用基于各种脂质材料的载体递送系统，例如各种囊泡，脂质体，脂质纳米颗粒(LNP)，脂质乳剂，脂质植入物等，递送化学修饰或未修饰的mRNA进入细胞内部。