[发明专利]金刚烷尾链脂质及其在细胞转染中的应用

说明书

本发明公开了金刚烷尾链脂质及其在细胞转染中的应用。本发明公开一类金刚烷尾链脂质，选取尺寸较小的叔胺作为亲水头基，酯键作为连接键，金刚烷乙酸和直链烷烃作为疏水尾链。一方面利用烷烃链与细胞膜的高度亲和力有利于LNP跨越细胞膜，另一方面借助金刚烷尾链脂质能够显著减小LNP粒径的以提高细胞的摄取量，从而增强转染效果。本发明的金刚烷尾链脂质及其制备的LNP安全性良好，对原代免疫细胞或肿瘤细胞均具有较好的转染能力，在一定程度上解决了目前非病毒载体对细胞转染效率低下的问题，对于开发具有我国自主知识产权的生物功能载体材料具有重要意义。

技术领域

本发明涉及化学与制剂领域，具体涉及金刚烷尾链脂质及其在细胞转染中的应用。

背景技术

细胞转染是指将外源基因如脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)导入真核细胞的技术。核酸具有易被降解、负电性强、亲水性强等特点，难以穿过质膜进入靶细胞，因而需要借助适宜的载体将核酸安全高效地递送至靶细胞并发挥作用。

用于细胞转染的载体主要分为病毒载体和非病毒载体。病毒载体载量小，存在免疫原性和插入突变的可能性，并且制备成本高。因此，有效载量大、安全性好、成本低且易于制备的非病毒载体受到越来越多的关注。近年来，以脂质载体为代表的非病毒转染方式取得了突破性进展。脂质纳米粒(Lipid nanoparticle，LNP)是目前最领先的非病毒递送系统。截至2021年12月，FDA已批准3款基于LNP的基因药物，证实了LNP在核酸递送中的应用优势和巨大潜能。LNP的处方主要由可离子化脂质、辅助脂质和聚乙二醇化脂质组成，因此，可以通过设计不同的功能性脂质和改变脂质组成灵活地调控LNP的性质，实现载体的多功能性。

由于LNP转染细胞需要克服摄取入胞、内体逃逸、质粒入核等多重屏障，其中摄取入胞作为第一道屏障对于能否实现高效转染至关重要。LNP主要通过网格蛋白介导的内吞作用摄取入胞，这种内吞途径倾向于内化直径小于200nm的粒子。此外，大多数体外研究表明，无论纳米粒的核心成分或表面电荷如何，大小为30～60nm的粒子在非吞噬性细胞中的摄取量最大。

发明内容

针对本领域的上述不足，本发明以减小LNP粒径和提高细胞摄取率为目的，设计了一系列金刚烷尾链脂质，即将脂质材料两条疏水烷烃链中的一条替换为刚性极强的金刚烷尾链，用于显著降低LNP的粒径。本发明的金刚烷尾链脂质及其制备的LNP安全性良好，对原代免疫细胞或肿瘤细胞均具有较好的转染能力，在一定程度上解决了目前非病毒载体对细胞转染效率低下的问题，对于开发具有我国自主知识产权的生物功能载体材料具有重要意义。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明公开一类金刚烷尾链脂质，具有通式(I)的结构。

其中，

p代表0-4的整数，q代表1-3的整数，r代表1-2的整数，R4代表C1-4的烷基、C1-3的羟烷基、苯基或苄基。

R²选自中的任意一种，其中u代表1-17的整数，优选3-10的整数；

作为本发明的一种优选，所述的金刚烷尾链脂质中，p＝0，2或3，q＝1或2，r＝1，R⁴代表甲基、羟乙基；R²选自u＝5-8的整数。