仿生性重组高密度脂蛋白载药系统传递基因文献综述

 2022-12-06 17:01:05

一、简介

众所周知,动脉粥样硬化(atherosclerosis,As ) 是一种严重危害人类健康的疾病,是冠心病、脑血管病和血栓栓塞性疾病等缺血性心脑血管病的主要病理基础[1]

高密度脂蛋白(HDL)由50%的蛋白、30%的磷脂、25%的胆固醇(其中70%为胆固醇酯)、5%的三酰甘油组成。HDL是颗粒大小、组成及功能极不均一的一组脂蛋白,这些亚类因为形状、密度、大小的不同而表现出不同的特性,具有各自的代谢、功能和临床意义。根据载脂蛋白的不同,可将HDL分为仅含ApoA-I的HDL及同时含ApoA-I和载脂蛋白A-Ⅱ(ApoA-II)的HDL两个主要类别;根据形状及大小的不同,可将HDL分为小的盘状HDL(由载脂蛋白、磷脂、游离胆固醇组成的脂质单层)及大的球状HDL(含有一个胆固醇酯及三酰甘油组成的疏水核)[2]。高密度脂蛋白生理功能的发挥依赖于其组成成分和水平的正常。疾病时,高密度脂蛋白组分的异常修饰,或其含量及活性的变化均可导致其上述功能的改变,甚至使之转变成为促动脉粥样硬化性物质[3]。大量研究已证实,血清低密度脂蛋白—胆固醇(LDL-C)水平升高和高密度脂蛋白-胆固醇(HDL-C)水平低下是动脉粥样硬化(AS)重要的独立危险因素。流行病学的资料表明,HDL-C水平与冠心病(CHD)的发病率成负相关,提高高密度脂蛋白(HDL)具有抗AS作用[3]。目前认为,在生理情况下HDL具有抗AS和血管保护作用,其可能的机制如下:(1)促进胆固醇的逆转运:此过程主要有三种途径——ATP结合盒转运子A1(ATP-binding cas-settle A1,ABCA1)介导途径,B族型清道夫受体(SR-BI)介导途径,水性扩散途径;(2)抗氧化作用:HDL的抗氧化作用与其蛋白成分,如ApoA-I、血小板活化因子乙酰水解酶(PAF-AH)和对氧磷酶(PON)等有关,ApoA-I及合成的ApoA-I类似物具有与胆固醇和磷脂结合的能力,可以防止LDL被氧化;(3)抗炎和保护血管内皮功能:HDL的抗炎作用与其抑制低密度脂蛋白(LDL)的氧化有较大的关系;(4)清除毒性磷脂:在卵磷脂胆固醇脂酰转移酶(LCAT)催化的胆固醇酯化的过程中,大量的溶血卵磷脂释放,HDL可以接受这些溶血卵磷脂,促进它们的排出,从而避免平滑肌细胞受损;(5)抗血栓和促纤溶作用:HDL可以刺激内皮合成前列环素,同时可通过抑制血小板激活血栓素A2(TXA2)的合成以及抑制血小板活化因子合成酶来阻止血小板的激活。HDL还可以激活蛋白C和蛋白S,抑制凝血酶,增加内皮细胞表面的类肝素糖蛋白[4]

HDL可以看作一种广义的脂质体,作为药物载体具有多种优点: ①HDL作为内源性物质,可完全被生物降解,无毒无害;②能逃避人体免疫系统的识别,避免被网状内皮系统消除,获得相对较长的半衰期;③颗粒体积小易从血管内扩散到血管外;④通过受体介导被细胞吸收与内吞,具有一定的主动靶向性;⑤较大脂质核心的容积可作为贮存疏水性药物的空间;⑥具有多种载药方式,可以装载大量不同性质的药物。不仅如此,HDL具有良好的靶向性,既具有被动靶向,也具有主动靶向[5]

二、研究概况

基于高密度脂蛋白的物理特征,目前对于其载药方式的研究主要有以下几点: ①表面装载: 需要药物通过范德华力与脂蛋白表面非共价键作用。具有两亲性的药物,利用非共价键作用使亲脂性的一端嵌入脂蛋白表面的磷脂层,而亲水的另一端则暴露在水环境中。这种装载方式简单易完成,但是由于平衡不易维持,会影响装载效率和稳定性。②共价修饰: 药物或表面蛋白短肽可以通过共价连接在载脂蛋白的表面或者连接在磷脂末端基团上。可用于共价连接的基团包括: 赖氨酸、酪氨酸、精氨酸、半胱氨酸的残基。另外,表面蛋白或者肽,也可以共价修饰磷脂的末端基团。③通过重组核心装载: 疏水性的分子可装进脂蛋白的核心。通常需要通过冻干和有机萃取来交换脂蛋白的核心脂质和疏水性的药物,或者通过重组超声法或脱氧胆酸钠法通过各组分重新装配合成[5]

三、研究目的

目前国内的高密度脂蛋白多数是以载药的形式用于肿瘤等疾病的治疗,HDL仅作为载体,不起治疗作用,本实验拟采用HDL载基因的方法构建递送系统,HDL不仅作为载体,还和基因一起作用,达到治疗动脉粥样硬化的目的。模拟天然HDL的组分体外制备重组高密度脂蛋白,并以此为载体,将基因包进脂质核心,避免基因酶解,最后孵育载脂蛋白ApoA-I,构建载基因的仿生性重组高密度脂蛋白,最终达到提高制剂稳定性、靶向性并避免生物降解的目的。

四、研究思路

常见的纳米脂质载体制备方法主要有高压匀质法、熔融超声法、溶剂乳化蒸发法、高速搅拌超声法、薄膜分散法等。其中高压匀质法每次制备的样品量至少在100mL以上,造成原料的浪费,因此实验室小试不适合用此方法制备。结合制备方法本身特点以及实验室条件,筛选出薄膜分散法。

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