リポソームと脂質ナノ粒子の形態学的挙動

内部の水分コンパートメントを囲む二層脂質で構成されるリポソームは、ほぼ60年前に最初に特徴付けられました。驚くべきことに、リポソームとそのミセル様の「固体コア」の対応物の多くの基本特性（疎水性コアを囲む脂質単層）とこれらの構造間の遷移はあまり理解されていません。この作業では、エタノール中の脂質の迅速な混合によって生成される脂質ベースのシステムによって採用された形態に及ぼす基本変数の効果を調べます。水分補給に二重層小胞を形成するディストウロリフォスホスファチジルコリン（DSPC）コレステロール混合物などの脂質の場合、浸透圧ストレスは高陽性の曲率の領域を誘導し、単層小胞間の融合につながる可能性があることを示しています。高い正の曲率の領域をサポートする「逆コーン」型の脂質であるLyso PCを添加すると、heme骨化中間構造を安定化することにより、これらのビラメラ小胞の形成を阻害できます。逆に、陰性膜曲率をもたらすジオレオイルホスファチジルアミン（DOPE）などの「コーン」型の脂質の存在は、小胞透析段階の後の融合イベントを促進し、ビラメラーと多層システムを浸透させても、ビラメラと多層システムにつながりますストレス。あるいは、脂質二重層に不溶性の脂質であるトリオレインの量の存在は、トリオレインの疎水性コアを持つミセル様系が達成されるまで、内部固体コア構造を増加させます。これらの結果は、二重層小胞が安定して維持できる内因性膜曲率と、二重層の脂質などの疎水性物質の固体コアの周りに単層を形成する能力と二重層の脂質の割合があるため、二重脂質が最初に単層を形成する能力の観点から解釈されます。増加し、徐々に二重層構造を形成し、最終的に疎水性コアと水性区画の両方をカプセル化する完全な二重層を形成できます。これらのハイブリッド中間構造は、新しい薬物送達システムとして有用性を持っている可能性があります。

Liposomes, which consist of bilayer lipids surrounding interior aqueous compartment(s), were first characterized nearly 60 years ago. Remarkably, many fundamental properties of liposomes and their micellar-like "solid core" counterparts (a lipid monolayer surrounding a hydrophobic core) and transitions between these structures remain poorly understood. In this work, we examine the effects of basic variables on the morphology adopted by lipid-based systems produced by rapid mixing of lipids in ethanol with aqueous media. We show that, for lipids such as distearolyphosphatidylcholine (DSPC)-cholesterol mixtures that form bilayer vesicles on hydration, osmotic stress can induce regions of high positive membrane curvature, leading to fusion between unilamellar vesicles to produce bilamellar vesicles. Addition of lyso PC, an "inverted cone"-shaped lipid that supports regions of high positive curvature, can inhibit the formation of these bilamellar vesicles by stabilizing a hemifused intermediate structure. Conversely, the presence of "cone"-shaped lipids such as dioleoylphosphatidylethanolamine (DOPE) that results in negative membrane curvature promotes fusion events subsequent to vesicle formation (during the ethanol dialysis stage), leading to bilamellar and multilamellar systems even in the absence of osmotic stress. Alternatively, the presence of increasing amounts of triolein, a lipid that is insoluble in lipid bilayers, results in increasing internal solid core structures until micellar-like systems with a hydrophobic core of triolein are achieved. These results are interpreted in terms of the intrinsic membrane curvature that bilayer vesicles can stably maintain as well as the ability of bilayer lipids to first form a monolayer around a solid core of hydrophobic material such as triolein and then, as the proportion of bilayer lipids is increased, progressively form bilayer structures that can eventually form a complete bilayer encapsulating both a hydrophobic core and an aqueous compartment. These hybrid intermediate structures may have utility as novel drug delivery systems.