基于膜融合的线粒体靶向性脂质体及其制备方法与应用

本发明涉及复合生物医药，具体涉及一种基于膜融合的线粒体靶向性脂质体及其制备方法与应用。

背景技术：

1、线粒体是真核生物进行氧化代谢的重要细胞器，与中风、心肌疾病、糖尿病、肾脏损伤和癌症等多种疾病的发生发展具有密切关系。目前已围绕线粒体质量调控开发了大量分子药物，但此类药物都依赖于药物的被动扩散，受到细胞摄取、溶酶体吞噬和线粒体双层膜结构等的多重限制。因此往往需要高剂量的药物浓度来发挥作用，其临床应用受到限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于膜融合的线粒体靶向性脂质体及其制备方法与应用，该脂质体可靶向线粒体并且通过膜融合向线粒体内释放药物，可有效降低多种线粒体药物的起效浓度，从而更好地治疗相关疾病。

2、为此，第一方面，本发明提供一种线粒体靶向性脂质体，其包括空白脂质体和活性药物；所述空白脂质体由第一脂质、第二脂质和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(dspe-peg)制备得到；其中，所述第一脂质为磷脂，所述第二脂质为具有圆锥状和负固有曲率的脂质，并且所述第一脂质和所述第二脂质不相同。

3、在任意实施方式中，所述第一脂质包括下组的一种或两种以上的组合：卵磷脂、磷脂酰胆碱(pc)、溶血磷脂酰胆碱(lpc)、磷脂酰乙醇胺(pe)、溶血磷脂酰乙醇胺(lpe)、磷脂酰肌醇(pi)、溶血磷脂酰肌醇(lpi)、磷脂酸(pa)、溶血磷脂酸(lpa)、磷脂酰甘油(pg)、溶血磷脂酰甘油(lpg)、磷脂酰丝氨酸(ps)、溶血磷脂酰丝氨酸(lps)和心磷脂(cl)等。

4、在任意实施方式中，所述磷脂酰胆碱(pc)包括下组的一种或两种以上的组合：1，2-二肉豆蔻酰基甘油-3-磷酸胆碱(dmpc)、1，2-二棕榈酰基甘油-3-磷酸胆碱(dppc)、1，2-二硬脂酰基甘油-3-磷酸胆碱(dspc)等。

5、在一些实施方式中，所述第一脂质为1，2-二硬脂酰基甘油-3-磷酸胆碱(dspc)。

6、在任意实施方式中，所述第二脂质包括下组的一种或两种以上的组合：磷脂酰乙醇胺(pe)、心磷脂(cl)、胆固醇(chol)、二酸甘油酯(dg)、脂酰氧基二甲基羧基苄基铵丙烷(baq)、脂酰氧基二甲基铵丙烷(dap)、三甲基铵丙烷(tap)、脂酰氧基二甲氨基丙烷(dma)、脂酰氧基三甲氨基丙烷(tma)等。

7、在一些实施方式中，所述第二脂质为脂酰氧基二甲氨基丙烷(dma)；更优选为1,2-二油酰氧基-3-二甲氨基丙烷(dodma)。

8、在任意实施方式中，所述二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(dspe-peg)中，聚乙二醇(peg)的重均分子量(mw)为1000-4000。

9、在任意实施方式中，所述第一脂质包括1，2-二硬脂酰基甘油-3-磷酸胆碱(dspc)，并且所述第二脂质包括1,2-二油酰氧基-3-二甲氨基丙烷(dodma)。

10、在任意实施方式中，所述第一脂质和第二脂质的摩尔比为3～7:1～2。

11、在任意实施方式中，所述活性药物包括抗肿瘤药物、抗线粒体相关疾病药物中的至少一种。

12、在任意实施方式中，所述线粒体相关疾病包括疲劳、虚弱、代谢性中风、癫痫、心肌病、心律失常、发育或认知障碍、糖尿病、听力损害、视力损害、肝脏疾病、胃肠或肾脏功能损害中的至少一种。

13、在任意实施方式中，所述肿瘤包括肝癌、肺癌、结肠直肠癌、肾癌、胰腺癌、骨癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、食管癌、胃癌、口腔癌、鼻癌、喉癌、胆管癌、宫颈癌、子宫癌、睾丸癌、脑膜瘤、皮肤癌、黑色素瘤或肉瘤中的至少一种。

14、在任意实施方式中，所述抗肿瘤药物包括化疗药物(如小肽化疗药物)、靶向药物中的至少一种。

15、在任意实施方式中，所述活性药物包括二甲双胍(met)、线粒体rna聚合酶抑制剂(imt)、线粒体rna聚合酶降解剂(mptac)中的至少一种。

16、本发明的第二方面，提供所述线粒体靶向性脂质体的制备方法，包括所述第一脂质、第二脂质、二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇和活性药物作为原料，然后通过薄膜水化法或乙醇注入法制备得到所述线粒体靶向性脂质体。

17、本发明的第三方面，提供所述线粒体靶向性脂质体在制备靶向线粒体药物方面的应用。

18、膜融合是生命活动中重要的物质转运机制。基于膜融合的阳离子脂质体已经被广泛应用于核酸转染和核酸疫苗等领域，但目前仍缺乏其对亚细胞结构递送的了解。发明人在研究过程中发现，由于线粒体具有独特的双层膜结构，其外膜与细胞膜类似，内膜与细菌膜类似，膜间质中充斥着大量的氢离子，同时具有高度弯曲的结构域，这些特征为基于膜融合的线粒体靶向性脂质体提供可能。因此，设计基于膜融合高效向线粒体递送药物的新型脂质体，有望推动新型抗线粒体疾病药物的开发。

19、与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

20、本发明提供了基于膜融合的线粒体靶向性脂质体(mtlp)，其可以被细胞摄取后于溶酶体中电离，破坏溶酶体后逃逸到胞质中，并靶向至线粒体通过膜融合向线粒体内释放药物。本发明提供的脂质体可有效降低诸如met、imt和mptac等线粒体药物的起效浓度，从而更好地治疗相关疾病。

技术特征：

1.一种线粒体靶向性脂质体，其特征在于，包括空白脂质体和活性药物；所述空白脂质体由第一脂质、第二脂质和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇制备得到；其中，所述第一脂质为磷脂，所述第二脂质为具有圆锥状和负固有曲率的脂质，并且所述第一脂质和所述第二脂质不相同。

2.如权利要求1所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述第一脂质包括下组的一种或两种以上的组合：卵磷脂、磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰肌醇、磷脂酸、溶血磷脂酸、磷脂酰甘油、溶血磷脂酰甘油、磷脂酰丝氨酸、溶血磷脂酰丝氨酸和心磷脂。

3.如权利要求1所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述磷脂酰胆碱包括下组的一种或两种以上的组合：1，2-二肉豆蔻酰基甘油-3-磷酸胆碱、1，2-二棕榈酰基甘油-3-磷酸胆碱和1，2-二硬脂酰基甘油-3-磷酸胆碱。

4.如权利要求1所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述第二脂质包括下组的一种或两种以上的组合：磷脂酰乙醇胺、心磷脂、胆固醇、二酸甘油酯、脂酰氧基二甲基羧基苄基铵丙烷、脂酰氧基二甲基铵丙烷、三甲基铵丙烷、脂酰氧基二甲氨基丙烷和脂酰氧基三甲氨基丙烷。

5.如权利要求1所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇中，聚乙二醇的重均分子量mw为1000-4000。

6.如权利要求5所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述第一脂质包括1，2-二硬脂酰基甘油-3-磷酸胆碱，并且所述第二脂质包括1,2-二油酰氧基-3-二甲氨基丙烷；

7.如权利要求1～6中任一项所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述活性药物包括抗肿瘤药物、抗线粒体相关疾病药物中的至少一种。

8.如权利要求7所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述线粒体相关疾病包括疲劳、虚弱、代谢性中风、癫痫、心肌病、心律失常、发育或认知障碍、糖尿病、听力损害、视力损害、肝脏疾病、胃肠或肾脏功能损害中的至少一种；

9.如权利要求7或8所述的线粒体靶向性脂质体，其特征在于，所述活性药物包括二甲双胍、线粒体rna聚合酶抑制剂、线粒体rna聚合酶降解剂中的至少一种。

10.权利要求1～9中任一项所述的线粒体靶向性脂质体在制备靶向线粒体药物方面的应用。

技术总结
本发明涉及一种基于膜融合的线粒体靶向性脂质体及其制备方法与应用，该线粒体靶向性脂质体包括空白脂质体和活性药物；所述空白脂质体由第一脂质、第二脂质和二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺‑聚乙二醇法制备得到；其中，所述第一脂质为磷脂，所述第二脂质为具有圆锥状和负固有曲率的脂质，并且所述第一脂质和所述第二脂质不相同。该线粒体靶向性脂质体能经细胞内吞后在溶酶体中电离，破坏溶酶体后进入胞质中与线粒体进行膜融合，高效递送线粒体相关药物并治疗线粒体相关疾病。

技术研发人员：方晓红,吴曼尘,刘阳,周卫
受保护的技术使用者：中国科学院化学研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/6/23