专利名称：新型阳离子脂质体核酸类药物制剂，及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及阳离子脂质体，更具体地涉及一种含有聚羧基甜菜碱中性脂质的阳离子脂质体，包含其的核酸类药物制剂及它们的制备方法和应用。
背景技术：
基因转染是将具有生物功能的核酸转运至细胞内，并使核酸在细胞内维持其生物功能。由于裸露的核酸分子在组织或细胞中易被核酶降解，且核酸分子自身带有负电荷，不利于细胞膜作用，细胞渗透能力差。因此，研究人员积极开发了多种基因载体，并且在其选择性、安全性和高效性上不断进行研究和改进。目前，研究和临床应用中常用的载体大致分为病毒载体和非病毒载体两类。病毒载体因其高效而倍受关注，但其负载量低、特异性不强、安全性差和无法实现大规模生产等缺点，给实际应用带来很大障碍。非病毒载体主要包括阳离子聚合物和阳离子脂质体。阳离子聚合物基因载体相对于病毒载体具有一定优势，然而其基因转染效率低，所用聚合物材料多为非生物可降解材料，尤其是反复给药后这些材料容易积聚于体内，可能会引发毒性反应。阳离子脂质体通常由阳离子脂质和辅助脂在适当的条件下复合而成，其中阳离子脂质通过静电作用与基因复合，而辅助脂则起到防止脂质氧化或将配体连接至脂质体的表面的作用或者可以减少脂质颗粒的聚集。与阳离子聚合物相比，阳离子脂质体具有低毒、生物相容性好及转染效率高等优点，是一种应用较为广泛的非病毒基因载体。虽然阳离子脂质体是一种具有发展前景的非病毒载体，然而其在体内应用中仍然存在困难。主要是阳离子脂质体基因复合物由于表面带有正电荷，易于与带有负电荷的血清蛋白发生非特异性吸附，形成大尺寸的聚合物，该聚合物易被单核吞噬系统清除，从而导致阳离子脂质体基因复合物在血液中的循环能力变差，转染效率降低。为此，需要对阳离子脂质体进行表面修饰，制备长循环阳离子脂质体。目前常用的长循环阳离子脂质体修饰试剂为基于聚乙二醇(PEG)的脂质分子，如二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG)分子。PEG通过氢键和溶剂中的 水分子作用，在被修饰的阳离子脂质体表面形成一层水合层，掩盖阳离子脂质体表面正电荷，从而达到抑制蛋白质吸附并减少吞噬系统识别的作用。然而，应用中发现，基于DSPE-PEG修饰的阳离子脂质体基因转染试剂尽管细胞毒性低、血清稳定性好，操作简单，但仍存在以下缺点=(I)PEG修饰影响阳离子脂质体对于基因的复合能力，导致阳离子脂质体对基因复合能力不好，包埋率降低；(2) PEG修饰影响阳离子脂质体基因转染试剂的内涵体逃逸过程，导致基因无法有效释放进入细胞质，降低基因转染效率。另一种常用的阳离子脂质体Lipofectamine 2000 (Invitrogen)具有良好的基因复合能力和内涵体逃逸能力，但是其细胞毒性大(存活率〈50%)，在血清中稳定性不好，因此转染效率也较低，并且其在转染过程中需要更换培养基，操作也比较复杂。因此本领域中需要生物毒性小，在血清中稳定，转染效率更高并且操作简单的阳离子脂质体以及相应的核酸类药物制剂。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明的发明人进行了大量、细致的研究工作，结果发现，聚羧基甜菜碱中性脂质的每个单体单元侧链都有一个阴离子基团(羧酸根基团)和一个阳离子基团(季胺基团)并且总体表现中性，可利用阳离子和阴离子基团与水分子的静电相互作用吸附大量水分子，在被修饰阳离子脂质体表面形成水合层，有效抵抗非特异性蛋白质与阳离子脂质体的吸附作用，增强阳离子脂质体的血液稳定性，延长阳离子脂质体的血液循环时间，提高阳离子脂质体的基因转染和治疗效率，从而完成了本发明。因此，本发明的目的在于提供一种具有优异抗非特异性蛋白吸附性能的用聚羧基甜菜碱(PCB)中性脂质分子修饰的阳离子脂质体核酸类药物制剂，及其制备方法和应用。为达此目的，本发明采用以下技术方案:在第一方面，本发明提供了一种阳离子脂质体，其特征在于，所述阳离子脂质体包含阳离子脂质、辅助脂和聚羧基甜菜碱中性脂质，优选地，还包含冷冻保护剂；其中，阳离子脂质可以为本领域中熟知的可用于制备阳离子脂质体的各种阳离子脂质，优选地，所述阳离子脂质为(2，3-二油氧基丙基)三甲基氯化铵(D0TAP)、双十八烷基二甲基溴化铵(DDAB)、N-[1- (2，3- 二油酰氯)丙基]-N，N, N-氯化三甲胺(DOTMA)和/或精胺-5-羧基-氨基乙酸二十八烷基-酰胺(DOGS)，双油基双甲基氯化铵、N-(N’，N’ - 二甲基胺乙基)胺基丙酰基-胆固醇(DC-Chol)、N，N-二甲基-N-羟乙基-N- (1，2_双十四烷氧基)丙基溴化铵、1，2-二亚油氧基-N，N-二甲基丙胺、1，2-二亚麻氧基-N，N-二甲基丙胺、二硬脂基二甲基铵盐，更优选为DOTAP、DDAB, DC-Chol和/或DOTMA ；辅助脂可以为本领域中熟知的可用于制备阳离子脂质体的各种辅助脂，优选地，所述辅助脂为1，2-油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)和/或胆固醇，更优选为DOPE;聚羧基甜菜碱中性脂质是两性离子聚羧基甜菜碱脂质，其每个单体单元侧链都有一个阴离子基团(羧酸根基团)和一个阳离子基团(季胺基团)并且总体表现中性，优选地，所述聚羧基甜菜碱中性脂质为二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚羧基甜菜碱(DSPE-PCBn)、1，2-油酰基磷脂酰乙醇胺-聚羧基甜菜碱(D0PE-PCBn)、1，2-十八酰基-sn_甘油-聚羧基甜菜碱(DG_PCBn)、胆固醇-聚羧基甜菜碱(胆固醇-PCBn)和/或α -十六烷基丙三醇醚-聚羧基甜菜碱(HG-PCBn),更优选为DSPE-PCBn、DOPE-PCBn和/或胆固醇-PCBn ;其中，所述聚羧基甜菜碱(PCBn)中聚合度η为I 500间任意整数，优选为I 100间任意整数，进一步优选为5 50间任意整数,最优选为10 30间任意整数；优选地，冷冻保护剂为水溶性高分子物质，更优选为单糖、二糖、寡聚糖、多糖和/或多元醇，进一步优选为二糖，还进一步优选为海藻糖、麦芽糖、蔗糖及乳糖。本发明中的阳离子脂质体的特征在于，阳离子脂质:辅助脂:聚羧基甜菜碱中性脂质(摩尔比)=n:1:m，其中η可以为0.1 100，优选可以为0.2 50，更优选可以为0.5
10;m可以为0.1 100，优选可以为0.2 10，更优选可以为0.4 I。在第二方面，本发明提供了如第一方面所述的阳离 子脂质体的制备方法，其特征在于，采用下述方法来制备所述阳离子脂质体:所述方法为薄膜分散法、超声分散法、反相蒸发法、冷冻干燥法、冻融法、复乳法和/或注入法，优选为薄膜分散法、超声分散法和/或反相蒸发法。本发明的阳离子脂质体的制备方法中，所述薄膜分散法可以包括以下步骤:(I)称取阳离子脂质、辅助脂和聚羧基甜菜碱中性脂质，将其在有机溶剂中充分溶解，摇匀，减压旋蒸除去有机溶剂，形成油膜，用真空泵抽干，彻底除去有机溶剂；(2)加入溶解有冷冻保护剂的磷酸盐缓冲液，水浴超声，形成半透明状乳液；(3)将乳液加入到高压均质机中过压，之后将过压后的乳液加入脂质体挤出器中过膜，形成阳离子脂质体；和(4)任选地，将所述阳离子脂质体在冷冻干燥机中干燥，形成阳离子脂质体粉末；其中，优选地，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和/或甲醇，更优选为三氯甲烷和甲醇；优选地,所述减压旋蒸的转速为30 300rpm,更优选为50 200rpm,最优选为100 170rpm ；
优选地，所述减压旋蒸的温度为10 200°C，更优选为20 100°C，最优选为40 80 0C ；优选地,所述真空泵抽干时间为I 72h,更优选为5 48h,最优选为15 36h ；优选地，所述冷冻保护剂溶于磷酸盐缓冲液的质量浓度为0.1-80%，优选为I 50%,更优选为5 20% ；优选地，所述水浴超声的频率为10 300，更优选为30 200，最优选为60 150 ；优选地，所述水浴超声的时间为0.1 5h，更优选为0.2 2h，最优选为0.25 Ih ；优选地，所述高压均质机的压力为50 240MPa，更优选为80 200MPa，最优选为100 150MPa ；优选地，所述高压均质机的过压次数为I 50间的任意整数，更优选为3 20间的任意整数，最优选为5 10次间的任意整数；优选地，所述脂质体挤出器的压力为50 300MPa，更优选为80 250MPa，最优选为 120 200MPa ；优选地，所述脂质体挤出器的过膜次数为I 50间的任意整数，更优选为3 30间的任意整数，最优选为5 20间的任意整数；优选地，所述冷冻干燥机的干燥时间为I 120h，更优选为5 72h，最优选为10 36h。本发明的阳离子脂质体的制备方法中，阳离子脂质体:溶解有冷冻保护剂的磷酸盐缓冲液可以为Img: (0.1 100) mL,优选为Img: (0.3 50) mL,更优选为Img: (0.5 5) mL。在第三方面，本发明提供一种阳离子脂质体核酸类药物制剂，其特征在于，所述核酸类药物制剂包含如第一方面所述的阳离子脂质体、核酸类药物制剂工作液和有待转染的核酸，其中，所述的核酸是RNA、DNA、反义核酸、质粒、干扰核酸、适体、antagomir、miRNA、核酶及s iRNA中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述阳离子脂质体与所述核酸的N/P比为(0.1 100):1，更优选为(0.2 30):1，最优选为(0.5 20):1 ；优选地，所述核酸类药物制剂工作液为去离子水、超纯水、磷酸盐缓冲液或生理盐水，更优选为磷酸盐缓冲液或生理盐水，最优选为生理盐水；优选阳离子脂质体:工作液=(0.05 20)g: IOOmL,更优选为(0.1 10)g: IOOmL,最优选为(0.2 5) g:IOOmL0在第四方面，本发明提供如第三方面所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备方法，其特征在于，所述方法包含下述步骤:(I)将所述阳离子脂质体在所述工作液中平衡；和(2)将核酸类药物加入平衡后的阳离子脂质体与工作液的混合物中进行复合；其中，优选地，所述平衡时间为0.1 12h，优选为0.2 6h，更优选为0.5 3h ;优选地，所述复合时间为0.1 12h，优选为0.2 5h，更优选为0.5 2h。在第五方面，本发明提供一种阳离子脂质体制剂，其特征在于，其包含如第一方面所述的阳离子脂质体和工作液，优选地，所述工作液为生理盐水。在第六方面，本发明提供如第一方面所述的阳离子脂质体、如第三方面所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂或如第五方面所述的阳离子脂质体制剂在基因转染试剂盒或核酸类药物制备中的用途。在第七方面，本发明提供如第一方面所述的阳离子脂质体、如第三方面所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂或如第五方面所述的阳离子脂质体制剂在用于治疗由基因异常表达引起的相关疾病的药 物制备中的用途，所述疾病包括遗传病，例如血友病、囊性纤维病和家庭型高胆固醇血症；恶性肿瘤，例如乳腺癌、卵巢癌、肝癌、肺癌、结肠癌、食管癌、胃癌、大肠癌、鼻咽癌、脑肿瘤、宫颈癌、血癌和骨癌；心血管疾病及感染性疾病，例如艾滋病和类风湿。
图1.阳离子脂质体核酸类药物制剂基因复合能力2.阳离子脂质体核酸类药物制剂血清稳定性结果图；图3.阳离子脂质体核酸类药物制剂细胞毒性结果图；图4.阳离子脂质体核酸类药物制剂细胞基因转染结果具体实施例方式本发明的原理和用途:1.阳离子脂质体基因转染的机制:1)阳离子脂质体基因转染复合物的形成:阳离子脂质体表面带有正电荷，而基因带有负电荷，二者通过静电相互作用形成阳离子脂质体基因转染复合物。2)阳离子脂质体基因转染复合物表面带有正电荷，通过静电相互作用吸附到带负电荷的细胞表面，利用细胞内吞作用进入细胞，形成内涵体。3)阳离子脂质体中的阳离子脂质与内涵体中带负电荷的脂质发生静电相互作用，带负电荷的脂质由内涵体的腔外翻转到腔内，与正电荷脂质形成中性离子对，基因脱离阳离子脂质体后进入细胞质；4)转染入细胞的基因在细胞内发挥相应功能。
2.用聚羧基甜菜碱中性脂质分子修饰的阳离子脂质体制备长循环阳离子脂质体的机制:聚羧基甜菜碱中性脂质的结构特征是，每个单体单元侧链都有一个阴离子基团(羧酸根基团)和一个阳离子基团(季胺基团)，总体表现电中性。两性离子聚合物利用阳离子和阴离子基团与水分子的静电相互作用吸附大量水分子，在被修饰阳离子脂质体表面形成水合层，有效抵抗非特异性蛋白质与阳离子脂质体的吸附作用，增强阳离子脂质体的血液稳定性，延长阳离子脂质体的血液循环时间，提高阳离子脂质体的基因转染和基因治疗效率。3.用途:该产品可以广泛应用于基因治疗、基因功能、生物制药、药物筛选、基因转染试剂盒等诸多研究领域。本发明的应用行业包括从事基因组功能和基因治疗研究的科研院所和高等院校、开展基因治疗临床应用的卫生医疗单位，以及从事生物药品研发生产的生物技术企业。本发明的有益效果:I)聚羧基甜菜碱中性脂质分子中由于含有阳离子基团，对于阳离子脂质体与基因复合的能力影响小；2)聚羧基甜菜碱中性脂质分子中末端含有羧酸根基团，在酸性条件下易质子化，而内涵体呈酸性状态，所以聚羧基甜菜碱中性脂质分子修饰有利于阳离子脂质体核酸类药物制剂的内涵体逃逸；3)聚羧基甜菜碱中性脂质分子修饰的阳离子脂质体核酸类药物制剂，克服了阳离子脂质体易于血液中血清蛋白作用而易被吞噬细胞清除的缺点，也克服了 PEG修饰影响阳离子脂质体复合基因能力和内涵体逃逸的缺点，增加的阳离子脂质体的血清稳定性、基因转染和基因治疗效率；4)聚羧基甜菜碱中性脂质分子修饰的阳离子脂质体核酸类药物制剂具有血清稳定性的特点，所以该发明产品在转染实验中不受血清影响，可以直接将该基因转染试剂加入细胞培养基中，无需前后更换培养基质和清洗细胞，大大简化了转染和治疗操作。
实施例下面结合附图并通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。实施例1阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备I)制备阳离子脂质体:称取阳离子脂质DDAB (9.46mg, 15 μ mol),胆固醇(5.80mg,15 μ mol)和DSPE-PCB20 (32.86mg,6 μ mol)于IOOmL圆底烧瓶中，加入30mL的氯仿使固体充分溶解，摇匀。采用旋转蒸发仪在转速为HOrpm、温度为55°C条件下，减压旋蒸除去溶剂氯仿，形成薄层油膜，用真空泵抽干12h，保证氯仿全部除去。加入30mL含有10%乳糖的磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7.4)于烧瓶中，采用超声清洗仪，在频率为90%条件下，超声30min，形成半透明状乳液。将乳液加入到高压均质机中，在压力为IOOMPa条件下，过压5次。将乳液加入脂质体挤出器中，在压力150MPa条件下，过压10次，制备得到DSPE-PCB2tl修饰的阳离子脂质体。将阳离子脂质体溶液放入冷冻干燥机中，冷冻干燥24h，得到DSPE-PCB2ci修饰的阳离子脂质体粉末。2)制备核酸类药物制剂工作液:取0.03mL的生理盐水做为核酸类药物制剂的工作液。3)制备阳离子脂质体核酸类药物制剂:称取0.1mg的阳离子脂质体，溶于核酸类药物制剂工作液，平衡30min。按照N/P为1/1、5/1、10/1和20/1，分别取10.0Oyg,2.0O μ g、l.00 μ g和0.50 μ g的siRNA溶于10 μ L的生理盐水，与溶有阳离子脂质体的核酸类药物制剂工作液混合，复合30min，制备得本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂。实施例2阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备1)制备阳离子脂质体:称取阳离子脂质DDAB (4.73mg, 7.5 μ mol),胆固醇(5.80mg, 15 μ mol)和 DSPE-PCB10 (16.83mg,6 μ mol)于 IOOmL 圆底烧瓶中，加入 30mL 的氯仿使固体充分溶解，摇勻。采用旋转蒸发仪在转速为lOOrpm、温度为40°C条件下,减压旋蒸除去溶剂氯仿，形成薄层油膜，用真空泵抽干6h，保证氯仿全部除去。加入IOmL含有5%乳糖的磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7.4)于烧瓶中，采用超声清洗仪，在频率为50%条件下，超声15min，形成半透明状乳液。将乳液加入到高压均质机中，在压力为50MPa条件下，过压3次。将乳液加入脂质体挤出器中，在压力IOOMPa条件下，过压3次，制备得到DSPE-PCBltl修饰的阳离子脂质体。将阳离子脂质体溶液放入冷冻干燥机中，冷冻干燥10h，得到DSPE-PCBici修饰的阳离子脂质体粉末。2)制备核酸类药物制剂工作液:取0.03mL的生理盐水做为核酸类药物制剂的工作液。3)制备阳离子脂质体核酸类药物制剂:称取0.1mg的阳离子脂质体，溶于核酸类药物制剂工作液中，平衡15min。按照N/P为1/1、5/1、10/1和20/1，取9.0OygU.80 μ g、
0.90 μ g和0.45 μ g的DNA溶于10 μ L的生理盐水，与溶有阳离子脂质体的核酸类药物制剂混合，复合15min，制备得本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂。实施例3阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备1)制备阳离 子脂质体:称取阳离子脂质DDAB (9.46mg, 15 μ mol),胆固醇(5.80mg,
15μ mol)和DSPE-PCB20 ( 16.43mg, 3 μ mol)于IOOmL圆底烧瓶中，加入30mL的氯仿使固体充分溶解，摇匀。采用旋转蒸发仪在转速为200rpm、温度为80°C条件下，减压旋蒸除去溶剂氯仿，形成薄层油膜，用真空泵抽干36h，保证氯仿全部除去。加入15mL含有20%麦芽糖的磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7.4)于烧瓶中，采用超声清洗仪，在频率为150%条件下，超声lh，形成半透明状乳液。将乳液加入到高压均质机中，在压力为150MPa条件下，过压10次。将乳液加入脂质体挤出器中，在压力200MPa条件下，过压15次，制备得到DSPE-PCB2tl修饰的阳离子脂质体。将阳离子脂质体溶液放入冷冻干燥机中，冷冻干燥32h，得到DSPE-PCB2ci修饰的阳离子脂质体粉末。2)制备核酸类药物制剂工作液:取0.0lmL的生理盐水做为核酸类药物制剂的工作液。3)制备阳离子脂质体核酸类药物制剂:称取0.05mg的阳离子脂质体，溶于基因转染试剂工作液中，平衡3h。按照N/P为1/1、5/1、10/1和20/1，取8.00 μ g、1.60 μ g、
0.80 μ g、0.40 μ g的SiRNA溶于20 μ L的生理盐水，与溶有阳离子脂质体的核酸类药物制剂工作液混合，复合2h，制备得本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂。实施例4阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备1)制备阳离子脂质体:称取阳离子脂质DOTAP (10.48mg, 15 μ mol), DSPE(11.22mg, 15 μ mol)和 DOPE-PCB20 ( 16.42mg, 3 μ mol)于 IOOmL 圆底烧瓶中，加入 30mL 的氯仿使固体充分溶解，摇匀。采用旋转蒸发仪在转速为200rpm、温度为80°C条件下，减压旋蒸除去溶剂氯仿，形成薄层油膜，用真空泵抽干36h，保证氯仿全部除去。加入IOmL含有20%蔗糖的磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7.4)于烧瓶中，采用超声清洗仪，在频率为150%条件下，超声lh，形成半透明状乳液。将乳液加入到高压均质机中，在压力为150MPa条件下，过压10次。将乳液加入脂质体挤出器中，在压力200MPa条件下，过压15次，制备得到DOPE-PCB2tl修饰的阳离子脂质体。将阳离子脂质体溶液放入冷冻干燥机中，冷冻干燥32h，得到DOPE-PCB2tl修饰的阳离子脂质体粉末。2)制备核酸类药物制剂工作液:取0.0lmL的生理盐水做为核酸类药物制剂的工作液。3)制备阳离子脂质体核酸类药物制剂:称取0.1Omg的阳离子脂质体，溶于基因转染试剂工作液中，平衡3h。按照N/P为1/1、5/1、10/1和20/1，取13.2μ、2.64μ、
1.32 μ g、0.66 μ g的siRNA溶于5 μ L的生理盐水，与溶有阳离子脂质体的核酸类药物制剂工作液混合，复合2h，制备得本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂。实施例5阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备I)制备阳离子脂质体:称取阳离子脂质DOTMA (4.73mg, 7.5 μ mol), DOPE(11.16mg, 15 μ mol)和 DG-PCB50 (68.88mg, 6 μ mol)于 IOOmL 圆底烧瓶中，加入 3OmL 的氯仿使固体充分溶解，摇勻。采用旋转蒸发仪在转速为lOOrpm、温度为40°C条件下,减压旋蒸除去溶剂氯仿，形成薄层油膜，用真空泵抽干6h，保证氯仿全部除去。加入20mL含有5%海藻糖的磷酸盐缓冲液(PBS，pH=7.4)于烧瓶中，采用超声清洗仪，在频率为50%条件下，超声15min，形成半透明状乳液。将乳液加入到高压均质机中，在压力为50MPa条件下，过压3次。将乳液加入脂质体挤出器中，在压力IOOMPa条件下，过压3次，制备得到DG-PCB5tl修饰的阳离子脂质体。将阳离子脂质体溶液放入冷冻干燥机中，冷冻干燥10h，得到DG-PCB5tl修饰的阳离子脂质体粉末。2)制备核酸 类药物制剂工作液:取0.02mL的生理盐水做为核酸类药物制剂的工作液。3)制备阳离子脂质体核酸类药物制剂:称取0.1Omg的阳离子脂质体，溶于基因转染试剂工作液中，平衡15min。按照N/P为1/1、5/1、10/1和20/1，取00μ g,0.60 μ g、
0.30 μ g和0.15 μ g的DNA溶于5 μ L的生理盐水，与溶有阳离子脂质体的核酸类药物制剂工作液混合，复合15min，制备得本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂。实施例6阳离子脂质体核酸类药物制剂的基因复合能力的研究具有强的基因复合能力是核酸类药物制剂成功的关键因素，本实施例采用凝胶渗透电泳实验考察本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂的基因复合能力。称取0.8g的琼脂糖溶于40mLl X TAE溶液中，在微波炉中加热使琼脂糖颗粒完全溶解，冷却，加入5 μ L的核酸染料GelGreen于冷却的琼脂糖凝胶中，凝胶加入凝胶槽，自然晾干。将不同复合比的阳离子脂质体/siRNA复合物(实施例1所述)与2μ L的LoadingBuffer的混合液加入到琼脂糖凝胶孔内，设置电泳电压为90V进行电泳实验，常温下电泳IOmin0实验结果如图1所示，本发明所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂与DSPE-PEG2000修饰的阳离子脂质体相比具有很强的siRNA复合能力。实施例7阳离子脂质体核酸类药物制剂的血清稳定性的研究体内循环过程中存在大量带负电荷的血清蛋白，易与正电荷的阳离子脂质体发生吸附，形成大尺寸的聚集体而被单核吞噬系统清除，导致阳离子脂质体基因转染效率降低。本实验考察了本发明所述阳离子脂质体核酸类药物制剂的血清稳定性。将N/P为10/1的基因制剂(实施例1所述)加入含有10%胎牛血清(FBS)的培养基中，在37°C条件下搅拌，定时取样测定核酸类药物制剂的粒径变化，通过粒径变化来分析核酸类药物制剂的血清稳定性。实验结果如图2所示，在7天内，本发明的阳离子脂质体核酸类药物制剂的粒径变化小，说明其具有很好的血清稳定性。实施例8阳离子脂质体核酸类药物制剂的细胞毒性良好的生物相容性是核酸类药物制剂应用的前提，本实验采用Hela细胞模型，考察了不同N/P条件下的阳离子脂质体核酸类药物制剂的细胞毒性。将Hela细胞以IXlO4的密度接种于96孔板中，培养24h。将不同N/P比的含有0.25 μ g siRNA的制剂(实施例1所述)加入含有10%FBS的培养基中，培养24h。每孔加入20 μ L的MTT于培养基中，在37°C条件下孵育4h。移除培养基，加入100 μ L的DMS0，在37°C条件下孵育5min，溶解MTT结晶。采用酶联免疫检测仪在波长为490nm条件下测定吸光度值，以未处理细胞为参照，计算细胞存活率。实验结果如图 3所示，本发明阳离子脂质体核酸类药物制剂在不同N/P条件下，细胞存活均大于90%，说明该核酸类药物制剂具有很好的生物相容性。实施例9阳离子脂质体核酸类药物制剂的基因转染效率为了考察本发明核酸类药物制剂的基因转染效果，本实验以稳定表达荧光素酶的Luc-Hela细胞为模型，考察不同N/P的包覆siRNA的制剂(实施例1所述)的基因转染效率。细胞培养到细胞密度达到60% 80%时，将核酸类药物制剂加入培养基中，在37°C条件下培养24小时，换上新鲜培养基继续培养24h。采用溶解缓冲液处理细胞，用荧光素酶测试试剂盒，在底物发光化学检测仪上测定荧光强度。以未处理细胞为参照，实验结果如图4所示，本发明阳离子脂质体核酸类药物制剂与Lipofectamine2000和DSPE-PEG2000修饰阳离子脂质体相比，具有很好的基因沉默效果。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细特征以及方法，但本发明并不局限于上述详细特征以及方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细特征以及方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用条件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种阳离子脂质体，其特征在于，所述阳离子脂质体包含阳离子脂质、辅助脂和聚羧基甜菜碱中性脂质，任选地，所述阳离子脂质体还包含冷冻保护剂； 其中，优选地，所述阳离子脂质为(2，3-二油氧基丙基)三甲基氯化铵(DOTAP)、双十八烷基二甲基溴化铵(DDAB)、N-[1- (2，3- 二油酰氯)丙基]-N，N, N-氯化三甲胺(DOTMA)和/或精胺-5-羧基-氨基乙酸二十八烷基-酰胺(DOGS)，双油基双甲基氯化铵、N- (N’，N’ - 二甲基胺乙基)胺基丙酰基-胆固醇(DC-Chol)、N，N-二甲基-N-羟乙基-N- (1，2_双十四烷氧基)丙基溴化铵、1，2-二亚油氧基-N，N-二甲基丙胺、1，2-二亚麻氧基-N，N-二甲基丙胺、二硬脂基二甲基铵盐，更优选为DOTAP、DDAB, DC-Chol和/或DOTMA ； 优选地，所述辅助脂为1，2-油酰基磷脂酰乙醇胺(DOPE)、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺(DSPE)和/或胆固醇，更优选为DOPE ； 优选地，所述聚羧基甜菜碱中性脂质为二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚羧基甜菜碱(DSPE-PCBn)U, 2-油酰基磷脂酰乙醇胺-聚羧基甜菜碱(D0PE-PCBn)、1，2-十八酰基-sn-甘油-聚羧基甜菜碱(DG-PCBn)、胆固醇-聚羧基甜菜碱(胆固醇-PCBn)和/或α -十六烷基丙三醇醚-聚羧基甜菜碱(HG-PCBn),更优选为DSPE-PCBn、DOPE-PCBn和/或胆固醇-PCBn ;其中，所述聚羧基甜菜碱(PCBn)中聚合度η为I 500间任意整数，优选为I 100间任意整数,进一步优选为5 50间任意整数,最优选为10 30间任意整数； 优选地，冷冻保护剂为水溶性高分子物质，更优选为单糖、二糖、寡聚糖、多糖和/或多元醇，进一步优选为二糖，还进一步优选为海藻糖、麦芽糖、蔗糖和/或乳糖。
2.如权利要求1所述的阳离子脂质体，其特征在于，阳离子脂质:辅助脂:聚羧基甜菜碱中性脂质(摩尔比)=n:l:m，其中η为0.1 100，优选为0.2 50，更优选为0.5 10 ；m为0.1 100，优选为0.2 10，更优选为0.4 I。
3.权利要求1或2所述的阳离子脂质体的制备方法，其特征在于，采用下述方法制备所述阳离子脂质体，所述方法为薄膜分散法、超声分散法、反相蒸发法、冷冻干燥法、冻融法、复乳法或注入法，优选为薄膜分散法、超声分散法或反相蒸发法。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述薄膜分散法包含以下步骤: (1)称取阳离子脂质、辅助脂和聚羧基甜菜碱中性脂质，使其在有机溶剂中充分溶解，摇匀，减压旋蒸除去有机溶剂，形成油膜，用真空泵抽干，彻底除去有机溶剂； (2)加入溶解有冷冻保护剂的磷酸盐缓冲液，水浴超声，形成半透明状乳液； (3)将乳液加入到高压均质机中过压，之后将过压后的乳液加入脂质体挤出器中过膜，形成阳离子脂质体；和 (4)任选地，将所述阳离子脂质体在冷冻干燥机中干燥，形成阳离子脂质体粉末； 其中，优选地，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷和/或甲醇，更优选为三氯甲烷和甲醇； 优选地，所述减压旋蒸的转速为30 300rpm,更优选为50 200rpm,最优选为100 .170rpm ； 优选地，所述减压旋蒸的温度为10 200°C，更优选为20 100°C，最优选为40 .80 0C ； 优选地，所述真空泵抽干时间为I 72h,更优选为5 48h,最优选为15 36h ； 优选地，所述冷冻保护剂溶于磷酸盐缓冲液的质量浓度为0.1-80%,优选为I 50%，更优选为5 20% ； 优选地，所述水浴超声的频率为10 300，更优选为30 200，最优选为60 150 ；优选地，所述水浴超声的时间为0.1 5h，更优选为0.2 2h，最优选为0.25 Ih ;优选地，所述高压均质机的压力为50 240MPa，更优选为80 200MPa，最优选为100 150MPa ； 优选地，所述高压均质机的过压次数为I 50间的任意整数，更优选为3 20间的任意整数，最优选为5 10次间的任意整数； 优选地，所述脂质体挤出器的压力为50 300MPa，更优选为80 250MPa，最优选为120 200MPa ； 优选地，所述脂质体挤出器的过膜次数为I 50间的任意整数，更优选为3 30间的任意整数，最优选为5 20间的任意整数； 优选地，所述冷冻干燥机的干燥时间为I 120h，更优选为5 72h，最优选为10 36h。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，阳离子脂质体:溶解有冷冻保护剂的磷酸盐缓冲液=Img: (0.1 100) mL,优选为Img: (0.3 50) mL,更优选为Img: (0.5 5)ml.
6.一种阳离子脂质体基因制剂，其特征在于，所述核酸类药物制剂包含如权利要求1或2所述的阳离子脂质体、核酸类药物制剂工作液和有待转染的核酸， 其中，所述的核酸类药物是RNA、DNA、反义核酸、质粒、干扰核酸、适体、antagomir、miRNA、核酶及siRNA中的一种或两种以上的混合物。
优选地，所述阳离子脂质体与所述核酸类药物的N/P比为(0.1 100):1，更优选为(0.2 30):1，最优选为(0.5 20):1 ； 优选地，所述核酸类药物制剂工作液为去离子水、超纯水、磷酸盐缓冲液或生理盐水，更优选为磷酸盐缓冲液或生理盐水，最优选为生理盐水； 优选地阳离子脂质体:工作液=(0.05- 20)g:100mL，更优选为(0.1 10)g:100mL,最优选为(0.2 5) g:IOOmL0
7.权利要求6所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂的制备方法，其特征在于，所述方法包含下述步骤: (1)将所述阳离子脂质体在所述核酸类药物制剂工作液中平衡；和 (2)将核酸类药物加入平衡后的阳离子脂质体与工作液的混合物中进行复合； 其中，优选地所述平衡时间为0.1 12h，优选为0.2 6h，更优选为0.5 3h ; 优选地所述复合时间为0.1 12h，优选为0.2 5h，更优选为0.5 2h。
8.一种阳离子脂质体制剂，其特征在于，包含权利要求1或2所述的阳离子脂质体和工作液，优选地所述工作液为生理盐水。
9.权利要求1或2所述的阳离子脂质体、权利要求6所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂或权利要求8所述的阳离子脂质体制剂在基因转染试剂盒或核酸类药物制备中的用途。
10.权利要求1或2所述的阳离子脂质体、权利要求6所述的阳离子脂质体核酸类药物制剂或权利要求8所述的阳离子脂质体制剂在用于治疗由基因异常表达引起的相关疾病的药物制备中的用途，所述疾病包括遗传病，例如血友病、囊性纤维病和家庭型高胆固醇血症；恶性肿瘤，例如乳腺癌、卵巢癌、肝癌、肺癌、结肠癌、食管癌、胃癌、大肠癌、鼻咽癌、脑肿瘤、宫颈癌、血 癌和骨癌；心血管疾病及感染性疾病，例如艾滋病和类风湿。
全文摘要
本发明公开了一种新型阳离子脂质体、包含其的阳离子脂质体核酸类药物制剂，及其制备方法和用途。所述阳离子脂质体包含阳离子脂质、辅助脂、聚羧基甜菜碱脂质分子和冷冻保护剂。所述阳离子脂质体核酸类药物制剂包含用聚羧基甜菜碱中性脂质修饰的阳离子脂质体和核酸类药物制剂工作液。本发明涉及的阳离子脂质体克服了阳离子脂质体毒性高、血液稳定性差和转染效率低的缺点，有效地提高了核酸类药物的药效，同时由于该制剂使用时不受血清干扰，因此简化了实验和治疗中操作。
文档编号A61P7/04GK103194489SQ20131009972
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者张欣, 梁子才, 梁兴杰, 代凤英, 李燕, 程强 申请人:中国科学院过程工程研究所, 北京大学, 国家纳米科学中心