一种可电离阳离子脂质化合物、制备方法及应用与流程

本发明属于生物医药，具体而言属于一种新型可电离阳离子脂质化合物、制备方法及应用。

背景技术：

1、脂质体作为脂质纳米颗粒(lnp)的早期版本出现，成为一种多功能的纳米载体平台，能够运输疏水和亲水药物，包括小分子化学药物、抗体药物和核酸药物。脂质体代表了纳米药物递送系统从概念到临床应用的首次成功转化。与脂质体相比，lnp表现出更复杂的结构和更强的物理稳定性，使基因编辑和蛋白质替代成为可能。

2、目前fda批准的所有lnp制剂均基于四种脂质：可电离阳离子脂质、磷脂、胆固醇和peg脂质组成，每种成分发挥不同作用。这些成分促进了lnp的形成以及核酸的高效包封，同时也提高了lnp的稳定性，增加了核酸的细胞摄取，促进了核酸药物的溶酶体逃逸。在众多的因素之中，可电离阳离子脂质的结构是影响lnp递送效率的直接因素。

3、裸露的rna是一种带负电荷的亲水性大分子，由于细胞膜的静电排斥，难以进入细胞，且易被体内rna酶迅速降，需要保护性外壳才能进入细胞。因为细胞膜主要由脂质组成，利用脂质囊泡包封rna可通过细胞膜并将rna释放到细胞质中。因此，囊泡首先应该是一种带正电的脂质，能够结合带负电的rna。然而，由永久性阳离子脂质组成的囊泡会与带负电的细胞膜发生静电作用而引起细胞毒性，且目前报道中所使用的lnp的阳离子脂质被细胞吞噬的仅有1-4％可成功实现溶酶体逃逸，且所使用的阳离子脂质所制备的lnp对sirna转染能力较低，所以仍然需要对用于递送核酸药物的可电离阳离子脂质进行改进。

4、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种可电离阳离子脂质化合物，该种化合物可与其他脂质组分例如中性脂质、带电脂质、类固醇(包括例如，所有固醇类)和/或它们的类似物、和/或聚合物缀合的脂质联合使用，以形成用于递送治疗剂的脂质纳米颗粒。对载sirna脂质纳米颗粒具有更高的转染率，更适合应用到核酸药物领域中。

2、本发明的第二目的在于提供上述型可电离阳离子脂质化合物的制备方法，该种方法可以以高收率得到上述可电离阳离子脂质化合物。

3、为实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

4、一种阳离子脂质化合物，其特征在于，所述阳离子脂质化合物的化学结构

5、通式为其中，

6、r1’、r2’、r3’和r4均为烷基；

7、m，m1为酯基；

8、j为ch2的数量，为2,3,4其中的任意一种；

9、n为ch2的数量，为2,3,4其中的任意一种。

10、优选地，作为进一步具体的实施方式，

11、r1’为c8-10含醚键的烷基；

12、r2’为c6-8的烷基；

13、r3’为c6-8的烷基；

14、r4为含羟基的烷基，为羟甲基，羟乙基，羟丙基中的任意一种。

15、本发明还提供了一种阳离子脂质化合物的制备方法，反应通式如下：

16、

17、优选地，作为进一步具体的实施方式，a过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为3.5h-4h。

18、优选地，作为进一步具体的实施方式，b过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为24h-28h。

19、优选地，作为进一步具体的实施方式，c过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为3h-5h。

20、优选地，作为进一步具体的实施方式，d过程反应温度为60℃-65℃，反应时间为48h-50h。

21、优选地，作为进一步具体的实施方式，反应所述的烷基(c13-17)醇的羟基取代基的位置为所选烷基(c13-17)醇上碳原子的任意位。

22、本发明所设计的新型可电离阳离子脂质化合物，通过测量lnp的pka，安全性，体外转染效率和体外脏器分布。研究结果表明，设计有醚键加入的阳离子脂质(化合物i)中lnp的pka值均在6.5～6.7之间，说明在疏水尾部加入醚键可电离脂质会提高lnp递送sirna的效率。另外，细胞毒性和溶血实验显示，化合物i醚键的加入不会对lnps产生任何额外的毒性，制备的lnp具有良好的生物安全性和生物相容性。体外转染效率结果显示，化合物lipond系列基因沉默效率较好，转染效率和肝脏靶向性能也较好。

23、本发明还提供了合成上述化合物的制备方法，该方法，可以以高收率得到得到了目标化合物。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

25、(1)本发明提供了一种醚类脂质化合物、其组合物、制备方法及应用。可与其他脂质组分例如中性脂质、带电脂质、类固醇(包括例如，所有固醇类)和/或它们的类似物、和/或聚合物缀合的脂质联合使用，以形成用于递送治疗剂的脂质纳米颗粒。对载sirna脂质纳米颗粒具有更高的转染率，提高了lnp递送sirna的效率，更适合应用到核酸药物领域中。

26、(2)本发明所提供的新型阳离子脂质化合物，能够具有良好的生物安全性和生物相容性的同时安全无害，有较高的安全性。

技术特征：

1.一种阳离子脂质化合物，其特征在于，所述阳离子脂质化合物的化学结构通式为其中，

2.根据权利要求1所述的阳离子脂质化合物，其特征在于，所述

3.一种如权利要求1-2任一项所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，反应通式如下：

4.根据权利要求3所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，a过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为3.5h-4h。

5.根据权利要求3所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，b过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为24h-28h。

6.根据权利要求3所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，c过程反应温度为25℃-30℃，反应时间为3h-5h。

7.根据权利要求3所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，d过程反应温度为60℃-65℃，反应时间为48h-50h。

8.根据权利要求3所述的阳离子脂质化合物的制备方法，其特征在于，反应所述的烷基(c13-17)醇的羟基取代基的位置为所选烷基(c13-17)醇上碳原子的任意位。

9.一种如权利要求1-2所述的阳离子脂质化合物以及权利要求3-8所述的新型阳离子脂质化合物的制备方法所制备的产物在递送sirna和其他核酸类药物方面的应用。

技术总结
本发明提供了一种阳离子脂质化合物、制备方法及应用，所述阳离子脂质化合物的化学结构通式为其中，R<subgt;1</subgt;’、R<subgt;2</subgt;’、R<subgt;3</subgt;’和R<subgt;4</subgt;均为烷基；M，M<subgt;1</subgt;为酯基；j为CH<subgt;2</subgt;的数量，为2,3,4其中的任意一种；n为CH<subgt;2</subgt;的数量，为2,3,4其中的任意一种。该种化合物可与其他脂质组分例如中性脂质、带电脂质、类固醇(包括例如，所有固醇类)和/或它们的类似物、和/或聚合物缀合的脂质联合使用，以形成用于递送治疗剂的脂质纳米颗粒。对载siRNA脂质纳米颗粒具有更高的转染率，更适合应用到核酸药物领域中。

技术研发人员：何军,褚润璇,王哲烽,刘海波,闫美含,李明,杨亚妮
受保护的技术使用者：上海现代药物制剂工程研究中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11