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脂质体在生物学中的应用新进展

 

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脂质体是由磷脂双层构成的具有水相内核的脂质微囊,目前脂质体已应用于研究蛋白质与生物膜的相互作用、生物膜中离子的转运、药物与膜受体作用、酶催化活性模拟、包载药物、基因转移等方面。

  1、脂质体的结构组成

  脂质体实际上是一个描述由化学和物理性质变化范围很宽的一些化合物的不同排列术语。它与胶束、微乳液、液晶、单分子膜、多分子膜、主――客体系等统称为"分子有序组合体",脂质体形状为球形,直径大小约为几十纳米到几十微米。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。

  2、脂质体作为药物载体

  2.1脂质体作为药物载体的特点

  脂质体对机体毒副作用小,其脂质双分子层与生物膜有较大的相似性与组织相溶性,易于被组织吸收。脂质体包裹药物为物理过程,不改变药物分子结构,当药物被包裹后可降低药物毒性,减小药物使用量,具有缓释和控释作用。各种分子大小的药物都可被包裹。可制备特殊性能的脂质体,如免疫脂质体、各种条件敏感性脂质体进行靶向给药,提高药物效果。

  2.2 抗癌药物脂质体

  细胞毒性药物对机体正常组织和病理部位无选择性,在使用中具有一定困难,最好的方法是使药物直接达到病理部位。Eric等研究表明,脂质体包裹的阿霉素比游离药物的毒性要降低50%一70%,在抑癌活性上脂质体剂型比游离药物高许多,用阿霉素脂质体多次治疗可增加荷瘤动物的存活时间,而使用游离药物时动物存活时间并不延长。许多药物如放线菌素D、丝裂霉素、氨甲喋呤、博来霉素、顺铂等都已用脂质体包裹,美国FDA已批准了阿霉素脂质体TLCD99、两性霉素B、柔红霉素脂质体进入临床试验。

  2.3抗寄生虫和真菌药物脂质体

  脂质体静脉注射后,可迅速被网状内皮系统所摄取,有些寄生虫病如利什曼原虫和疟原虫进入人体后是寄生于网状内皮系统。因此可用脂质体包裹药物,如用五价锑治疗时,药物毒性很大,其治疗剂量与毒性剂量相等,当用脂质体包裹后,治疗实验性利什曼原虫安全而有效,其治疗剂量大大减少。Das利用巨噬细胞表面存在的岩藻糖――果糖受体的特点,合成了含岩藻糖的脂质体并包裹锑的化合物,治疗感染了30d利什曼原虫的仓鼠;结果表明脂质体包裹的药物作用得到了加强 (抑制率55%),含岩藻糖脂质体的作用更明显(抑制率72%),而不用脂质体的药物作用抑制率仅为26%。


  2.4多肽及酶类药物脂质体

  多肽、酶类药物都是生物大分子,其共同特点是在生物体内不稳定,易于被蛋白水解酶降解,因而在生物体内的半衰期较短,而且绝大部分不利于口服给药。超氧化物歧化酶(SOD)能清除体内过量的超氧阴离子自由基损伤,Amderson体内易于被蛋白酶水解破坏,当用脂质体包裹后,在生物体内的半衰期明显提高,而且脂质体能增加细胞对SOD的摄取能力,从而能更好地保护细胞免受自由基损伤。Amderson等研究表明皮下注射游离IL-2的半衰期仅为 6min,而脂质体包裹的IL-2为68min,且脂质体包裹的IL-2体内分布和药物代谢动力学发生很大改变。胰岛素口服后由于胃酶和酸的破坏作用,生物利用度低,而用脂质体包裹后,可克服这些缺点,口服后动物血糖下降明显。

  3、脂质体作为疫苗载体

  1974年Allison等首次报道用脂质体的免疫佐剂效应,Iinuna(1995)用MDP脂质体包裹流感病毒H3N2,冲免疫小鼠后,小鼠脾细胞可明显降低,转移致小鼠肺中的病毒滴度,表明MDP脂质体疫苗可通过增强细胞免疫来保护小鼠抵抗流感病毒攻击。Childers等将变异链球菌中的葡萄糖基转移酶(GTF)脂质体制成肠溶型胶囊,给7名健康成人口服每人每天500ug,连用3d,28d后再加强1次,结果5人的腮腺分泌物中抗GTF的 IgA1和IgA2水平增加,第35天时达高峰,表明脂质体疫苗经口服后可诱导机体产生分泌型姑IgA抗体。脂质体作为疫苗佐剂可同时增强机体的体液免疫和细胞免疫。

  4、脂质体用于免疫诊断

  具有荧光性的物质(如羧基荧光素)或酶活性物质(如碱性磷酸酶)包裹于脂质体中,再在脂质体上连接特异抗体,当脂质体上抗体与特异性抗原结合后,脂质体破裂,释放出荧光素,测其荧光强度,即可求出抗原含量。碱性磷酸酶(AP)包入免疫脂质体,而酶底物在脂质体外,当免疫脂质体与抗原结合后,脂质体膜通透性改变释放出AP,AP与底物反应而显色,该法可用于定性或定量分析,操作快速而简便,已用该方法进行了红斑狼疮、梅毒、乙型肝炎、单核白细胞增多症等的诊断及C一反应蛋白、免疫球蛋白、激素等药物检测。

  5、脂质体用作基因治疗和核酸免疫中的DNA载体

  脂质体作为一种可供选择的基因载体具有无毒、无免疫原性、可生物降解的特点,可保护质粒DNA被核酸酶降解,能将目的基因DNA特异传递到靶细胞中。 Nabel将HLAB7基因与DC-chol/DOPE阳离子脂质体复合物用于5例缺少HLAB7基因的黑色素瘤病人的治疗,注射3次不同剂量的DNA一脂质体复合物,用免疫化学方法在5例病人瘤组织中均检测到HLAB7蛋白的表达,其中1例病人间隔治疗两次后发现,注射结节及远处结节均见消退。 Yoshihisa将?一半乳糖苷酶阳离子脂质体注射到荷ASPC一1肿瘤的裸鼠体内,于第三天测定转染活性,发现?一半乳糖苷酶在肿瘤组织中的表达高于正常组织。目前在美国实施的基因治疗方案中阳离子脂质体介导的基因传递系统占12项。

  1993年Robinson等将表达禽流感病毒 (AIV)保护性抗原血凝素(HA)基因的质粒DNA注射小鼠和鸡,可对致死性的AIV攻击产生有效的免疫保护反应。Klavinskis将荧光素酶基因与阳离子脂质体(DMRIE/DOPE)复合物鼻粘膜单剂量接种,4周后可在血清中检测到IgA和IgG,而接种裸DNA后仅有微量的抗体存在,其荧光素酶活性增加了近30倍,荧光素酶基因DNA脂质体复合物能引起特异性CTL反应。Norman等将13OugCAT报告基因DNA与阳离子脂质体GAP一 DLRIE结合,质粒DNA脂质体复合物与裸DNA鼻粘膜接种BALB/c小鼠,结果裸DNA接种2d后CAT蛋白表达量是0.02ng/mg,而脂质体 DNA的蛋白表达量是0.02ng/mg,这表明脂质体DNA比裸DNA的表达量增加了45倍。

 

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