脂質納米顆粒(LNP)是目前前沿的藥物遞送平臺之一,其核心組分包括膽固醇、輔助磷脂、聚乙二醇化脂質以及陽離子脂質。根據不同應用場景,如有效載荷類型或給藥途徑的差異,科研人員可以靈活選擇適配的輔助脂質,以應對遞送過程中的特定挑戰。
膽固醇在脂質膜中的作用并非一成不變,而是高度依賴于其所處的脂質環境。從磷脂的相變行為來看,當膽固醇與相變溫度(Tm)較低的磷脂結合時,它能夠降低膜的流動性,同時增加雙分子層的厚度;而當膽固醇與高Tm脂質搭配時,則會提升膜的流動性,并使雙分子層變薄。這種雙向調節作用,使膽固醇能將脂質膜引導至一種“液態有序"的中間態,從而實現膜的精細調控。此外,溫度也影響著膽固醇的功能:當環境溫度高于相變點時,膽固醇減弱脂肪酸鏈的運動;低于相變點時,則增強其流動性,從而在不同溫度條件下維持膜的穩定性。
在脂質體制劑的發展過程中,膽固醇的重要性早已被驗證。研究發現:一方面,膽固醇可以在體內循環中逐漸富集到脂質體中;另一方面,它能顯著降低脂質體表面與血漿蛋白的結合,從而延長制劑的循環半衰期。因此,在負載核酸的LNP中摻入適量膽固醇,不僅有助于維持膜結構完整性,還能有效防止藥物泄漏,保障顆粒的物理穩定性。
有研究指出,當膽固醇的摩爾比例達到40%以上(且不含磷脂)時,可實現高效的siRNA包封,達到幾乎完整封裝的效果。不過,隨著可離子化脂質設計的不斷優化,藥物的效力提升、毒性降低,輔助脂質的整體比例也呈現下降趨勢。值得注意的是,在pH 7.4條件下,LNP中無法保留過高摩爾比例的膽固醇,因其在疏水核心中的溶解能力有限,過量的膽固醇可能形成微晶體,與去質子化的可離子化脂質共存。這種結構變化可能影響LNP的表面特性和顆粒穩定性,進而影響其體內外行為。
綜上所述,膽固醇在LNP中不僅是結構組分,更在調控膜流動性、維持顆粒穩定、延長體內循環等方面發揮關鍵作用。合理調控其比例與分布,對優化LNP制劑性能具有重要意義。