本发明涉及生物医药,具体涉及一种苯酰胺类可电离脂质或其盐、纳米递送系统及其应用。
背景技术:
1、这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术,而不必然地构成现有技术。
2、核酸药物(包括dna类和rna类)是具有特定碱基序列的药物,其中,dna类包括质粒和反义寡核苷酸等,rna类包括信使rna(mrna)小干扰rna(sirna)等。由于核酸分子易被血液循环快速清除,安全高效地递送特定基因至细胞内是发挥药物治疗作用的关键。
3、目前,脂质纳米颗粒(lipid nanoparticle,lnp)介导的核酸药物递送是应用最多的递送系统之一。lnp系统由四大类脂质组成,主要包括可电离脂质(或阳离子脂质)、辅助脂质、胆固醇、聚乙二醇化脂质(peg-脂质)。其中,可电离脂质是组方的关键组分,其在生理ph下呈中性,而在内体的酸性ph下呈正电性,以最大程度地加上潜在毒性。然而,到目前为止,只有1%-2%的核酸有效载荷最终可以通过lnp在细胞中从晚期内体逃逸到细胞质中。因此,仍然迫切需要开发具有高效内体逃逸能力的可电离脂质,以改善体外和体内的核酸药物递送。
4、可电离脂质可作为一种多组分分子,每一部分都必须精确设计,以安全有效地包装和递送核酸。通常,可电离脂质由三部分组成:氨基头部、连接部和疏水尾部。氨基头部主要参与包裹核酸,稳定lnp,与细胞膜相互作用及促进内体逃逸等过程;连接部将头部与尾部连接起来影响lnp的稳定性与生物降解性;疏水尾部影响脂质流动性和融合性,从而影响lnp的形成和效力。基于可电离脂质以上三部分的修饰与优化决定了lnp的电离行为和表面电荷,并进一步影响lnp的稳定性和毒性。因此,在保证由可电离脂质制备的lnp具有良好内体逃逸能力的前提下,需要开发生物相容性更高、体内安全性更强的可电离脂质。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种苯酰胺类可电离脂质或其盐、纳米递送系统及其应用。本发明所提供的全新结构的苯酰胺类可电离脂质,其可高效包封核酸分子,形成粒径均一、结构稳定的lnp。此外,所制备的lnp能够有效促进核酸分子的溶酶体逃逸,转染效率高且生物相容性好。
2、为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
3、第一方面,本发明提供一种苯酰胺类可电离脂质或其盐,其结构式如式ⅰ所示:
4、
5、其中,r0选自l型或d型氨基酸侧链基团(r基);
6、r1-r6各自独立地选自取代或未被取代的c6-c24烷基;或,取代或未取代的c6-c24烯基;或,取代或未被取代的c6-c24炔基;
7、r7选自h、取代或未被取代的c1-c10烷基;
8、m选自1-8的整数;
9、x选自o或nh。
10、在一些实施例中,r0的侧链基团的氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸或谷氨酸。
11、优选的,r0的侧链基团的氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、组氨酸或精氨酸。
12、进一步优选的,r0的侧链基团的氨基酸为亮氨酸或甲硫氨酸。
13、在一些实施例中,r1-r6各自独立地选自取代或未被取代的c6-c24烷基。
14、优选的,r1-r6各自独立地选自c8-c14直链烷基。
15、在一些实施例中,r7为h;x为nh;m为4。
16、在一些实施例中,所述苯酰胺类可电离脂质选自如下化合物中的一种:
17、
18、
19、第二方面,本发明提供一种纳米递送系统,包括所述苯酰胺类可电离脂质或其盐。
20、在一些实施例中,所述纳米递送系统还包括辅助脂质、胆固醇及其衍生物或peg脂质中的一种或多种。
21、优选的,所述辅助脂质为磷脂或其衍生物。
22、进一步优选的,所述辅助脂质选自二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)、二油酰磷脂酰乙醇胺(dope)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)、焦碳酸二乙酯(depc)、二月桂酰磷脂酰胆碱(dlpc)、磷脂酰胆碱(popc)、蛋黄卵磷脂(epc)、氢化大豆磷脂酰胆碱(hspc)、鞘磷脂(sm)或二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(dmpc)中的一种或多种。
23、优选的,胆固醇的衍生物选自甾醇及其衍生物、非甾醇、谷固醇、麦角固醇、菜油甾醇、豆甾醇、芸苔甾醇、番茄碱、番茄碱、熊果酸、α-生育酚或皮质类固醇中的一种或几种。
24、优选的,peg脂质选自dspe-peg、dmg-peg、dppe-peg或dma-peg中的一种或多种。
25、在一些实施例中,所述纳米递送系统,包括所述苯酰胺类可电离脂质或其盐、辅助脂质、胆固醇或其衍生物或peg脂质,其中,苯酰胺类可电离脂质或其盐、辅助脂质、胆固醇或其衍生物以及peg脂质的摩尔比为20-50:20-60:10-40:0.5-10。
26、第三方面,本发明提供所述纳米递送系统在制备核酸药物中的应用。
27、在一些实施例中,所述核酸药物中的核酸分子选自小干扰rna(sirna)、信使rna(mrna)、microrna(mirna)、环状mrna、长链非编码rna(lncrna)、质粒dna、mini circle dna(mcdna)、反义寡核苷酸(asos)、小激活rna(sarna)或核酸适配体(aptamer)中的一种或多种。
28、优选的,所述核酸分子为小干扰rna(sirna)、信使rna(mrna)或环状mrna。
29、在一些实施例中,所述核酸药物中,苯酰胺类可电离脂质或其盐于核酸分子的质量比为1-100:1。
30、优选的,所述核酸药物的粒径为1-1000nm。
31、优选的,所述核酸药物中包括靶向分子,靶向分子位于核酸药物中或位于核酸药物的表面。
32、进一步优选的,所述靶向分子选自蛋白质、肽、糖蛋白、脂质、小分子或核酸。如可以为抗体、抗体片段、低密度脂蛋白(ldl)、转铁蛋白(transferrin)、去唾液酸糖蛋白(asialoglycoprotein)、受体配体、唾液酸、适配体等。
33、核酸药物可使用所属领域中已知的任何方法来制备。这些方法包括(但不限于)脂质体挤出法、薄膜分化法、纳米沉淀法、微流控以及冲击射流式混合法以及所属领域的普通技术人员熟知的其他方法。
34、优选地,所述核酸药物的制备方法包括:将脂质化合物、所述辅助脂质、所述胆固醇、所述peg脂质中的一种或多种溶于乙醇中得到脂质混合乙醇相;将核酸分子充分分散于ph=4的柠檬酸缓冲液中得到药物水相;利用微流控将脂质混合乙醇相和药物水相快速混合制备得到含有脂质纳米粒的溶液;然后经过透析、超滤等步骤制得脂质纳米粒,即核酸药物。
35、所述核酸药物可经口、直肠、静脉内、肌注、阴道内、鼻内、皮下、腹膜内、颊,或以口服、注射或吸入等形式用于人类和/或动物的各类疾病防治。
36、优选的,所述核酸药物在用于预防和/或治疗癌症、炎症、纤维化疾病、自身免疫病、感染、精神性病症、血液病、染色体疾病、遗传病、结缔组织疾病、消化性疾病、耳鼻喉疾病、内分泌疾病、眼病、生殖性疾病、心脏病、肾病、肺病、代谢性病症、口部疾病、肌肉骨骼疾病、新生儿筛查、营养性疾病、寄生虫疾病或皮肤疾病中的应用。
37、上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下:
38、1.本发明所提供的苯酰胺类可电离脂质,以氨基酸(如甲硫氨酸、亮氨酸)为连接基团,以酰胺键为连接键,具有较好的可生物降解性,获得的脂质化合物及其盐对细胞毒性更低。此外,该类脂质化合物中的苯基能够和核酸分子中的碱基发生π-π堆积作用,提高脂质-核酸分子间的相互作用,有利于实现核酸分子的高效压缩。
39、2.本发明所提供的苯酰胺类可电离脂质在生理条件(ph=7.4)下不带电,但在酸性条件下带正电。脂质纳米颗粒随着内体ph变化而发生质子化,脂质化合物带正电,并结合疏水尾部的配合与负电性脂质形成不稳定的倒六角相,促进lnp与内体膜融合,有利于实现核酸分子的内体逃逸。
40、3.本发明能够增加现有递送系统中脂质化合物的结构多样性,丰富现有的核酸药物的递送系统,有利于核酸药物的发展与应用。
1.一种苯酰胺类可电离脂质或其盐,其特征在于:其结构式如式ⅰ所示:
2.根据权利要求1所述的苯酰胺类可电离脂质或其盐,其特征在于:r0的侧链基团的氨基酸选自甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、赖氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸或谷氨酸;
3.根据权利要求1所述的苯酰胺类可电离脂质或其盐,其特征在于:r1-r6各自独立地选自取代或未被取代的c6-c24烷基;
4.根据权利要求1所述的苯酰胺类可电离脂质或其盐,其特征在于:所述苯酰胺类可电离脂质选自如下化合物中的一种:
5.一种纳米递送系统,其特征在于:包括权利要求1-4任一所述苯酰胺类可电离脂质或其盐。
6.根据权利要求5所述纳米递送系统,其特征在于:还包括辅助脂质、胆固醇及其衍生物或peg脂质中的一种或多种;
7.根据权利要求5所述纳米递送系统,其特征在于:包括所述苯酰胺类可电离脂质或其盐、辅助脂质、胆固醇或其衍生物或peg脂质,其中,苯酰胺类可电离脂质或其盐、辅助脂质、胆固醇或其衍生物以及peg脂质的摩尔比为20-50:20-60:10-40:0.5-10。
8.权利要求1-7任一所述纳米递送系统在制备核酸药物中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述核酸药物中的核酸分子选自小干扰rna、信使rna、microrna、环状mrna、长链非编码rna、质粒dna、mini circle dna、反义寡核苷酸、小激活rna或核酸适配体中的一种或多种;
10.根据权利要求8所述的应用,其特征在于:所述核酸药物中,苯酰胺类可电离脂质或其盐于核酸分子的质量比为1-100:1;