DOTAP:一种常用的阳离子脂质,在脂质体介导的基因转染中起着关键作用,其全称为 1,2 -二油酰基- 3 -三甲胺基丙烷盐酸盐,或 (2,3 -二油氧基丙基) 三甲基氯化铵。以下是其作用机制的具体介绍:
1. 结构基础:DOTAP 具有一个带正电荷的亲水头部和一个由两条长烷基链组成的疏水尾部。这种双亲性结构使其在水中能够自发形成类似于细胞膜结构的脂质双层。其正电荷头部能与带负电荷的 DNA 或 RNA 形成静电吸引,从而将这些遗传物质稳定地包裹在脂质体内部,形成脂质体- DNA/RNA 复合物。
2. 帮助遗传物质进入细胞
与细胞膜的静电吸引:由于细胞膜表面通常带有负电荷,而 DOTAP 阳离子脂质体带有正电荷,通过静电相互作用,脂质体- DNA/RNA 复合物能够被吸附到细胞膜表面。
膜融合或内吞作用:吸附到细胞膜表面后,脂质体可以通过两种主要方式将包裹的遗传物质送入细胞内。一种方式是脂质体与细胞膜发生融合,其膜成分与细胞膜融合在一起,从而将内部包裹的 DNA 或 RNA 释放到细胞内;另一种常见方式是通过细胞的内吞作用,细胞膜将脂质体- DNA/RNA 复合物包裹形成内吞体,然后内吞体在细胞内运输和成熟过程中,其内容物被释放到细胞质中。
3. 保护遗传物质:在细胞外环境中,存在各种核酸酶等能够降解 DNA 和 RNA 的物质。DOTAP 形成的脂质体将遗传物质包裹在内部,为其提供了一个相对稳定的环境,隔离了外界的核酸酶等有害因素,从而保护 DNA 或 RNA 不被降解,确保其能够完整地进入细胞并发挥作用。
4. 提高转染效率:DOTAP 可以与其他脂质如胆固醇、PEGylated 脂质等混合使用,通过调整脂质体的组成和比例,可以改变脂质体的特性,如稳定性、大小和循环时间等,进而优化脂质体介导的基因转染效率,使其更适合不同细胞类型和实验需求。