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Ph敏感脂质体的研究
http://www.100md.com 2002年11月11日 北京金瀚方医药研究中心
     脂质体最初是由英国学者Bangham和Standish将磷脂分散在水中,进行电镜观察时发现的。磷脂分散在水中,自然形成多层囊泡,每层均为脂质的双分子层;囊泡中央和各层之间被水相隔开,双分子层厚度约为4纳米。后来,将这种具有类似生物膜结构的双分子小囊称为脂质体。1971年,英国莱门等人开始将脂质体用于药物载体。当前脂质体的研究主要集中在三个领域:模拟膜的研究;制剂的可控释放和在体内靶向给药;在体外培养中将基因和其他物质向细胞内传递。

    脂质体由双分子层所组成,主要由磷脂为膜材及附加剂构成,其成分不但是形成脂质体双分子层的基础物质,而且本身也具有极为重要的生理功能。磷脂类包括卵磷脂、大豆磷脂以及其他合成磷脂,如合成二棕榈酰-DL-α磷脂酰胆碱(DPPC)、合成磷脂酰丝氨酸(PS)等都可作为脂质体的双分子层基础物质。制备脂质体常用的膜材有:卵磷脂、磷脂酰乙醇胺(PE)、胆固醇、脑磷脂、胆固醇乙酰脂、β-谷甾醇、牛胆酸钠、神经鞘磷脂(SPH)、合成二棕榈酰- DL-α磷脂酰胆碱、磷脂酰肌醇(PI)、合成磷脂酰丝氨酸、二鲸蜡磷酸酯(DCP)、二肉豆蔻酰卵磷脂(DMPC)、硬脂胺(SA)等。常用的附加剂有胆固醇、十八胺、磷脂酸等。胆固醇可以调节双分子层的流动性、通透性等,十八胺、磷脂酸可以改变脂质体表面电荷性质。胆固醇又被称为“流动性缓冲剂”,当低于相变温度时,可使膜减少有序排列,而增加流动性;高于相变温度时,可增加膜的有序排列,而减少流动性。
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    根据脂质体形态结构不同,一般可将其分为三类:小单室双层脂质体、大单室双层脂质体及大多室脂质体。个别多室脂质体结构不一,有时出现大小不同的球形、洋葱式、椭球形或管状结构。按性能,脂质体可分为一般脂质体、热敏脂质体、特殊性能脂质体、超声波敏感脂质体、pH敏感脂质体、光敏脂质体和磁性脂质体等。

    PH敏感脂质体是一种具有细胞内靶向和控制药物(如基因、核酸、肽、蛋白质)释放的功能性脂质体。其原理是pH低时,可导致脂肪酯羧基的质子化,而引起六角晶相的形成,这是膜融合的主要机制。在酸性条件下,即在核内体形成后几分钟内,进入溶酶体之前,pH从7.4减至5.3~6.3左右时,pH敏感脂质体膜发生结构改变,促使脂质体膜与核内体/溶酶体膜的融合,将包封的物质导入胞浆及主动靶向病变组织,避免网状内皮系统的清除。

    用于制备pH敏感脂质体的典型磷脂是二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE),另外一种构建pH敏感脂质体的方法是在磷脂双层中插入融合蛋白或融合肽。其他还有类脂类,如pH敏感的类脂N-十六酰、L-高半胱氨酸(PHC)和游离的高半胱氨酸。因pH不同,存在两种平衡构型:一种是开链式,一种是环式。pH低时,闭合PHC是中性类脂,破坏了脂质双层的稳定性,释放出药物。制成pH敏感脂质体可在一定程度上避免溶酶体降解,并增加包封药物的摄取量和稳定性,有效地将包封药物转运到胞浆,因而pH敏感脂质体在细胞传递(例如基因治疗)中研究很多。
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    将pH敏感脂质体用于转运反义低聚核苷酸,能抑制病毒传播,而低聚核苷酸溶液无此效果。研究脂质体包合的低聚核苷酸的转运机制时发现,如果没有病毒,脂质主要吸附在小鼠成纤维细胞表面而不内化;但是在被病毒感染的细胞中,脂质体可被有效摄取。利用pH敏感脂质体可使DNA在靶细胞内的表达效率进一步提高。pH敏感脂质体由DOPE、胆固醇和油酸以4:4:2(摩尔比)组成,当pH<6时不稳定;而pH不敏感脂质体由二油酰胆碱(DOPC)、胆固醇和油醇以4:4:2(摩尔比)组成。将酰化后的单克隆抗体包合入脂质体的脂质双分子层中,两种类型脂质体的抗体与类脂成分的比例相同。pH敏感脂质体能促进包合在脂质体之中的质粒DNA专属性地转运至无毛小鼠模型中生长的肿瘤细胞内,比pH不敏感脂质体的转运效率高八倍以上。比较包合DNA的pH不敏感免疫脂质体和pH敏感免疫脂质体对小鼠靶细胞报道基因的表达,前者仅为后者的四分之一。通过质粒转染实验、受体竞争抑制实验和红细胞溶血等实验选出最佳转染活性的十八醇-半乳糖甙(18-gal)脂质体,并证明其具有肝细胞特异受体介导的靶向性和pH敏感性,且细胞毒性较小,可以作为一种潜在的肝细胞靶向转运系统得到进一步发展。

    总之,pH敏感脂质体的研究,越来越离不开对细胞内细胞器的相互作用、融合、释放及体内过程的探索,从而有针对性地载药、释药,最终达到靶向目的。药剂学上pH敏感脂质体技术水平的提高也越来越离不开与生化、生理、药理、分子生物学等学科的联系与融合。, http://www.100md.com