核酸脂質(zhì)納米粒（LNP）的組成成分及作用

​基因治療（gene therapy）是通過(guò)將外源基因?qū)�入靶�?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償缺陷、異�；�因引起的疾病，達(dá)到治療目的的一種治療方法。其中，確保外源基因的順利導(dǎo)入是基因治療過(guò)程極為重要的一環(huán)。在眾多基因?qū)�入的方法中，開(kāi)發(fā)合適的脂質(zhì)納米粒（Lipid Nanoparticle）包裹核酸，使其靶向至目標(biāo)細(xì)胞，并將特定基因的核酸遞送至細(xì)胞內(nèi)的方法逐漸為科學(xué)家所使用。對(duì)于熟悉該領(lǐng)域的研究人員，調(diào)整各成分比例或許是一件相對(duì)容易理解的事情，但對(duì)于剛進(jìn)入該領(lǐng)域的新人，什么是陽(yáng)離子脂質(zhì)、PEG脂質(zhì)有什么作用等個(gè)別問(wèn)題就需要花上一定時(shí)間來(lái)理解，所以今天小編在這里做個(gè)簡(jiǎn)單的科普，讓各位初入該領(lǐng)域的研究人員能更快地獲得相關(guān)基礎(chǔ)概念。
 
脂質(zhì)納米粒（Lipid Nanoparticle，LNP）是使用脂質(zhì)形成納米微粒的一種。在過(guò)去，科研人員通常使用脂質(zhì)納米粒直接包裹化學(xué)藥物，在基因治療領(lǐng)域，研究人員開(kāi)始使用脂質(zhì)納米粒包裹核酸，如mRNA、siRNA、pDNA等，稱為核酸脂質(zhì)納米粒。

Fig.1 Precision Nanosystems公司展示的核酸脂質(zhì)納米粒結(jié)構(gòu)示意圖

 

核酸與普通化學(xué)藥物的一個(gè)明顯區(qū)別是核酸帶有數(shù)量龐大的磷酸根，因而呈負(fù)電。為了使其能夠被脂質(zhì)納米粒更好地包裹，研究人員想到使用一類特殊的脂質(zhì)——陽(yáng)離子脂質(zhì)。陽(yáng)離子脂質(zhì)往往具有一個(gè)帶銨根的親水端，在酸性環(huán)境下能夠與氫離子結(jié)合呈正電。借助兩者的靜電吸附，就能夠?qū)⒑怂岚�裹在脂質(zhì)納米粒中。包裹后的結(jié)構(gòu)外部因陽(yáng)離子脂質(zhì)的疏水端向外而呈疏水性，此時(shí)可以加入傳統(tǒng)脂質(zhì)體合成中常用的一端修飾有PEG的脂質(zhì)——PEG-脂質(zhì)，使PEG-脂質(zhì)的疏水端與陽(yáng)離子脂質(zhì)的疏水端結(jié)合，而PEG-脂質(zhì)的親水端（連有PEG）則向外形成核酸脂質(zhì)納米粒的外殼。為了增加核酸脂質(zhì)納米粒的穩(wěn)定性，還可以添加適量的膽固醇等成分，使PEG-脂質(zhì)的疏水端與陽(yáng)離子脂質(zhì)的疏水端結(jié)合更為緊密，最終得到核酸脂質(zhì)納米粒的成品。

 

Fig.2 核酸脂質(zhì)納米粒各成分及其作用示意圖

 

在過(guò)去，多種成分的結(jié)合使核酸脂質(zhì)納米粒的合成成為一件繁復(fù)的工作。但今天，通過(guò)使用加拿大公司Precision Nanosystems所制造的納米藥物制備系統(tǒng)可以在幾分鐘甚至幾秒內(nèi)完成納米粒子的制備。將脂質(zhì)與核酸分別溶解在水相和有機(jī)相后，納米藥物制備系統(tǒng)推動(dòng)兩相溶液通過(guò)特制芯片通道，完成納米粒子的合成。

Fig.3 Precision Nanosystems納米藥物制備系統(tǒng)合成示意圖

 

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米藥物在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，尤其在疫苗的研發(fā)、基因治療，腫瘤靶向等方面顯現(xiàn)了不可替代的優(yōu)勢(shì)。锘海生物科學(xué)為科研工作者和企業(yè)提供全面的納米藥物制備、生產(chǎn)及檢測(cè)服務(wù)，囊括了納米藥物研發(fā)過(guò)程中，從處方篩選到制劑表征的全線過(guò)程。為客戶簡(jiǎn)化流程，節(jié)約時(shí)間成本，同時(shí)提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)分析與技術(shù)支持服務(wù)。

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