能夠包載DNA、RNA等核酸類物質(zhì)的DOTAP大家了解嗎?為何DOTAP會在包裹核酸尤其是制備轉(zhuǎn)染試劑領(lǐng)域得到如此廣的應(yīng)用呢?DOTAP的安全性究竟如何呢?
提起DOTAP,大家更多想到的是包載DNA、RNA等核酸類物質(zhì),而不是像普通脂質(zhì)體那樣包載化療藥等化合物。那么為何DOTAP會在包裹核酸尤其是制備轉(zhuǎn)染試劑領(lǐng)域得到如此廣的應(yīng)用呢?
| 中文名稱:DOTAP
| 商品名:DOTAP
| 貨號:002002
| 化學(xué)名稱:(2,3-二油?;?丙基)-三甲基銨-氯鹽;(2,3-二油?;?丙基)-三甲基氯化銨
| 分子式:C42H80NO4Cl
| CAS號:132172-61-3
| 級別:藥用試劑級別
| 用途:陽離子脂質(zhì)體
| 結(jié)構(gòu)式:
| 性狀:白色固體
| 純度:99%
| 分子量:698.56
| 熔點:35~38℃
| 保存條件:-20±5℃,遮光密閉
| 注意事項:避免與強酸、強堿、強氧化性物質(zhì)接觸
首先我們先了解下轉(zhuǎn)染。轉(zhuǎn)染是真核細胞主動或者被動導(dǎo)入外源核酸片段而獲得新的表型的過程,所以轉(zhuǎn)染試劑的作用就是將DNA等運輸至細胞內(nèi)。陽離子脂質(zhì)體因自身攜帶正電荷,可與核酸結(jié)構(gòu)中帶負電的磷酸基團產(chǎn)生靜電作用相結(jié)合,從而將DNA穩(wěn)定、高效的包裹。同時,陽離子脂質(zhì)體也能被表面帶負電的細胞膜吸附,再通過膜融合或細胞內(nèi)吞作用將DNA遞送入細胞內(nèi)發(fā)揮作用。基于同樣的原理,很多研究也利用陽離子脂質(zhì)體包裹小核酸類藥物,如反義寡核苷酸、干擾RNA等。因陽離子脂質(zhì)體本身也有細胞毒性,會對實驗數(shù)據(jù)造成干擾,因此在chu方設(shè)計時應(yīng)注意DOTAP的用量,配合包封率以及zeta電位等指標甚至動物實驗進行優(yōu)化。
陽離子脂質(zhì)體的分類及應(yīng)用優(yōu)勢
根據(jù)包載的API不同,可將陽離子脂質(zhì)體分為兩大類,一類是包載以mRNA、siRNA為代biao的核酸類藥物的脂質(zhì)體,是基因zhi療中研究zui多、應(yīng)用zui廣的一種非病毒載體;另一類是包載如紫杉醇、喜樹堿等小分子抗ai藥的脂質(zhì)體制劑,具有腫liu新生血管靶向性,對ai癥也有雙重機制作用下的好療效。
陽離子脂質(zhì)體作為非病毒載體有著以下這些優(yōu)勢:
保護zhi療基因在體內(nèi)循環(huán)中不被降解。通過對脂質(zhì)體的表面基團進行特殊修飾后的陽離子脂質(zhì)體能很好地包封片段,促進復(fù)合物與細胞膜的融合,增加DNA的攝取和表達;
高xiao穿過細胞膜和核膜,轉(zhuǎn)染細胞,使其表達/沉默基因;
如果適應(yīng)癥為ai癥,則能夠選擇性的吸附于帶負電荷的新生腫liu血管內(nèi)皮細胞上,抗ai效果更好。
陽離子脂質(zhì)DOTAP的應(yīng)用
前面也說了,DOTAP是兩親分子,主要由三部分組成:極性頭部(親水基團)、連接鍵、疏水尾部。通過靜電作用與帶有負電荷的DNA分子相結(jié)合的是DOTAP的極性頭部,通常由叔胺或季銨鹽構(gòu)成,后來又研究出咪唑頭部、氨基酸頭部等。其極性頭部對核酸分子的包載效率以及細胞毒性均有重要的影響。chu方中DOTAP用量越大載藥量越大,但zeta電位過高細胞毒性也越大,制劑安全性受影響,兩者需平衡。學(xué)術(shù)部的同事曾做過小鼠實驗研究即毒性:當zeta電位高于+50mV時即有可能出現(xiàn)注射立即死亡現(xiàn)象。對于包載化療藥物而言,載藥并不依賴DOTAP,chu方中可添加其它中性磷脂如DSPC、DPPC等,使用劑量方面受限較小。
早先DOTAP應(yīng)用于商業(yè)化產(chǎn)品是轉(zhuǎn)染試劑。DOTAP的極性頭部通過靜電作用與帶有負電荷的DNA分子穩(wěn)定結(jié)合,兩者混合后可自發(fā)形成穩(wěn)定的復(fù)合物。這種轉(zhuǎn)染方法非常溫和,可避免脂質(zhì)轉(zhuǎn)染或者其它方式轉(zhuǎn)染帶來的細胞毒性作用,并且轉(zhuǎn)染效率高于其它的脂質(zhì)試劑。
目前DOTAP較為成功的應(yīng)用案例有紫杉醇陽離子脂質(zhì)體EndoTAG-1以及喜樹堿藥物的陽離子脂質(zhì)體EndoTAG-2,其作為優(yōu)xiu的轉(zhuǎn)染試劑應(yīng)用也很廣。RNA類藥物的效果與選用的陽離子脂質(zhì)材料密切相關(guān),實驗中遇到問題的時候不妨多試幾種陽離子脂質(zhì)材料。
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