阳离子脂质

可电离的阳离子脂质通常有一个叔胺，它在中性条件下脱质子化，在低于脂质酸解离常数(pKa)的pH条件下带正电荷。阳离子脂质有两个关键的功能：一是促进LNP中的核酸包封；二是介导核内体膜破坏，使核酸释放到细胞质中。此外，阳离子脂质也能在核内体摄取中发挥重要作用：或直接通过某些脂质上的正电荷与带负电荷的细胞膜之间相互作用，或通过与支持细胞摄取的血浆蛋白结合发挥作用。

图1.阳离子脂质

PEG脂质

      PEG脂质的选择极大地影响LNP的大小、稳定性、体内分布和转染效率等关键特性。在LNP制备和存储过程中，PEG脂质通过提供空间屏障来稳定其结构，既能驱动自组装又能防止颗粒聚集。图2的电镜图中不难看出，当PEG脂质占比提升时，LNP的粒径有较明显的下降。此外，PEG脂质在一定程度上控制LNP的循环时间及其与细胞间的相互作用。选择哪一种PEG 脂质高度取决于治疗目的、靶器官和/或细胞类型以及给药途径，并应考虑构成脂质尾巴的烷基/酰基链的摩尔比和长度，研究表明这些参数都会影响LNP的关键特性。

图2.LNP电镜图

胆固醇

胆固醇在细胞膜中的作用很大程度上取决于具体情况。当与具有低凝胶-液晶相变(Tm)的脂质结合时，胆固醇有助于形成液序相，其特征是膜流动性降低、双分子层厚度增加(图3)，胆固醇和低Tm脂类发生“凝结”，因此脂类和胆固醇的横截面积低于单个横截面积的总和。然而，当与高Tm脂质结合时，胆固醇提高膜流动性并使双分子层变窄。在这两种情况下，胆固醇都会将脂质拉向液体状态。另外，胆固醇可显著减少LNP表面结合蛋白的数量，并改善循环半衰期。因此，相对于内源性膜，LNP配方中含有等量的胆固醇可以防止净流出或流入，并保持膜的完整性。

图3.三种不同的脂膜相

中性脂质

中性脂质又称为辅助型脂质，常见的有DOPE、DSPC、DOPC等。与其他组分相比，针对中性脂质的研究相对较少，其在配方中的占比为总脂质的10%?20%。中性脂质常作为LNP配方的结构脂质，因为它们可以自发地组织成脂质双层，且较高的相变温度可增强LNP的膜稳定性，与之相对应，LNP在内涵体逃逸时，其又能破坏内涵体稳定性，提高核酸递送效率。中性脂质通常是半合成的，例如，磷脂酰胆碱通常来源于蛋黄和大豆等天然原料，并且可以进行化学修饰(如增加脂肪酸尾巴)。

图4.不同类型的纳米粒子

小结