DNAをカプセル化するペギル化カチオン性リポソームのトランスフェクション活性に対するポリエチレングリコール脂質のアンカーの効果

カチオン性リポソームの成分としてのポリエチレングリコール（PEG）修飾脂質（PEG脂質）の使用は、エンドソームエスケープを減らすことにより、カプセル化されたカルゴーの細胞質送達を損なうことを妨げます。これにより、カプセル化されたプラスミドDNAの遺伝子発現が失われますが、PEG修飾は、小さく安定した粒子の形成を可能にするという点で有用です。本研究では、PEGの使用に関連するジレンマは、エンドソームの膜融合非依存性の不安定なステアル化INF7（STR-INF7）でリポソームを変更し、PEG-LIPIDの疎水性脂質アンカーを置換することにより克服しました。一連のPEG脂質で修飾されたカチオン性リポソームは、劇的に障害のある導入遺伝子発現を示しました。ただし、Str-INF7の組み込みは遺伝子発現を回収し、これは主に使用されるPEG脂質アンカーのタイプに依存していることがわかりました。注目すべきことに、トランスフェクション活性の倍数の増加は、コレステロール固定PEG（> 100倍）で最も高く、そのエンドソーム脱出の増強に続いてイメージング技術が続きました。これらのデータは、PEGにおける脂質アンカーの構造が、エンドソーム脱出の誘導のためのペプチドの作用に影響を与えることを示唆しています。

The use of polyethylene glycol (PEG)-modified lipids (PEG-lipids) as a component of cationic liposomes impairs the cytoplasmic delivery of the encapsulated cargos by reducing endosomal escape. While this results in a loss of gene expression of encapsulated plasmid DNA, PEG-modification is useful in that it permits the formation of small, stabilized particles. In the present study, the dilemma associated with the use of PEG was overcome by modifying liposomes with stearylated INF7 (STR-INF7), a membrane fusion-independent destabilizer of endosomes, and substituting hydrophobic lipid-anchors in the PEG-lipid. The cationic liposomes modified with a series of PEG-lipids showed a drastically impaired transgene expression. However, the incorporation of STR-INF7 recovered the gene expression, and this was found to be mainly dependent on the type of PEG lipid-anchor used. Of note, the fold increase in transfection activity was highest in cholesterol-anchored PEG (>100-fold), whose enhanced endosomal escape was followed by imaging techniques. These data suggest that the structure of lipid-anchors in PEG affects the action of the peptides for inducing of endosomal escape.