陽(yáng)離子脂質(zhì)體DOTAP在包裹核酸及轉(zhuǎn)染試劑制備領(lǐng)域的應(yīng)用與安全性

能夠包載DNA、RNA等核酸類(lèi)物質(zhì)的DOTAP大家了解嗎？為何DOTAP會(huì)在包裹核酸尤其是制備轉(zhuǎn)染試劑領(lǐng)域得到如此廣的應(yīng)用呢？DOTAP的安全性究竟如何呢？

提起DOTAP，大家更多想到的是包載DNA、RNA等核酸類(lèi)物質(zhì)，而不是像普通脂質(zhì)體那樣包載化療藥等化合物。那么為何DOTAP會(huì)在包裹核酸尤其是制備轉(zhuǎn)染試劑領(lǐng)域得到如此廣的應(yīng)用呢？

| 中文名稱：DOTAP

| 商品名：DOTAP

| 貨號(hào)：002002

| 化學(xué)名稱：（2,3-二油酰基-丙基）-三甲基銨-氯鹽；(2,3-二油�；�-丙基)-三甲基氯化銨

| 分子式：C42H80NO4Cl    

| CAS號(hào)：132172-61-3

| 級(jí)別：藥用試劑級(jí)別

| 用途：陽(yáng)離子脂質(zhì)體

| 結(jié)構(gòu)式：          

| 性狀：白色固體

| 純度：99%

| 分子量：698.56

| 熔點(diǎn)：35~38℃

| 保存條件：-20±5℃，遮光密閉

| 注意事項(xiàng)：避免與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性物質(zhì)接觸

首先我們先了解下轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染是真核細(xì)胞主動(dòng)或者被動(dòng)導(dǎo)入外源核酸片段而獲得新的表型的過(guò)程，所以轉(zhuǎn)染試劑的作用就是將DNA等運(yùn)輸至細(xì)胞內(nèi)。陽(yáng)離子脂質(zhì)體因自身攜帶正電荷，可與核酸結(jié)構(gòu)中帶負(fù)電的磷酸基團(tuán)產(chǎn)生靜電作用相結(jié)合，從而將DNA穩(wěn)定、高效的包裹。同時(shí)，陽(yáng)離子脂質(zhì)體也能被表面帶負(fù)電的細(xì)胞膜吸附，再通過(guò)膜融合或細(xì)胞內(nèi)吞作用將DNA遞送入細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用�；�于同樣的原理，很多研究也利用陽(yáng)離子脂質(zhì)體包裹小核酸類(lèi)藥物，如反義寡核苷酸、干擾RNA等。因陽(yáng)離子脂質(zhì)體本身也有細(xì)胞毒性，會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成干擾，因此在處方設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意DOTAP的用量，配合包封率以及zeta電位等指標(biāo)甚至動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化。

陽(yáng)離子脂質(zhì)體的分類(lèi)及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

根據(jù)包載的API不同，可將陽(yáng)離子脂質(zhì)體分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是包載以mRNA、siRNA為代biao的核酸類(lèi)藥物的脂質(zhì)體，是基因zhi療中研究zui多、應(yīng)用zui廣的一種非病毒載體；另一類(lèi)是包載如紫杉醇、喜樹(shù)堿等小分子抗癌藥的脂質(zhì)體制劑，具有腫腫瘤新生血管靶向性，對(duì)ai癥也有雙重機(jī)制作用下的好療效。

陽(yáng)離子脂質(zhì)體作為非病毒載體有著以下這些優(yōu)勢(shì)：

保護(hù)治療基因在體內(nèi)循環(huán)中不被降解。通過(guò)對(duì)脂質(zhì)體的表面基團(tuán)進(jìn)行特殊修飾后的陽(yáng)離子脂質(zhì)體能很好地包封片段，促進(jìn)復(fù)合物與細(xì)胞膜的融合，增加DNA的攝取和表達(dá)；

高效穿過(guò)細(xì)胞膜和核膜，轉(zhuǎn)染細(xì)胞，使其表達(dá)/沉默基因；

如果適應(yīng)癥為癌癥，則能夠選擇性的吸附于帶負(fù)電荷的新生腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞上，抗癌效果更好。

陽(yáng)離子脂質(zhì)DOTAP的應(yīng)用

前面也說(shuō)了，DOTAP是兩親分子，主要由三部分組成：極性頭部(親水基團(tuán))、連接鍵、疏水尾部。通過(guò)靜電作用與帶有負(fù)電荷的DNA分子相結(jié)合的是DOTAP的極性頭部，通常由叔胺或季銨處方中DOTAP用量越大載藥量越大，但zeta電位過(guò)高細(xì)胞毒性也越大，制劑安全性受影響，兩者需平衡。學(xué)術(shù)部的同事曾做過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)研究即毒性：當(dāng)zeta電位高于+50mV時(shí)即有可能出現(xiàn)注射立即死亡現(xiàn)象。對(duì)于包載化療藥物而言，載藥并不依賴DOTAP，處方中可添加其它中性磷脂如DSPC、DPPC等，使用劑量方面受限較小。

早先DOTAP應(yīng)用于商業(yè)化產(chǎn)品是轉(zhuǎn)染試劑。DOTAP的極性頭部通過(guò)靜電作用與帶有負(fù)電荷的DNA分子穩(wěn)定結(jié)合，兩者混合后可自發(fā)形成穩(wěn)定的復(fù)合物。這種轉(zhuǎn)染方法非常溫和，可避免脂質(zhì)轉(zhuǎn)染或者其它方式轉(zhuǎn)染帶來(lái)的細(xì)胞毒性作用，并且轉(zhuǎn)染效率高于其它的脂質(zhì)試劑。

目前DOTAP較為成功的應(yīng)用案例有紫杉醇陽(yáng)離子脂質(zhì)體EndoTAG-1以及喜樹(shù)堿藥物的陽(yáng)離子脂質(zhì)體EndoTAG-2，其作為優(yōu)秀的轉(zhuǎn)染試劑應(yīng)用也很廣。RNA類(lèi)藥物的效果與選用的陽(yáng)離子脂質(zhì)材料密切相關(guān)，實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題的時(shí)候不妨多試幾種陽(yáng)離子脂質(zhì)材料。