背景技术：
1、脂质制剂已经在实验室中用于将核酸递送至细胞中。基于阳离子脂质1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷(dotap)和可电离的融合脂质二油酰基磷脂酰乙醇胺(dope)的早期制剂具有大的粒径，并且当在体内使用时是有问题的，表现出太快的清除、对肺的趋向性以及毒性。已经开发了包含可电离阳离子脂质的脂质纳米颗粒(lnp)以解决这些问题，达到基于rna的产物，例如sirna和两种基于mrna的sars-cov-2疫苗已经获得监管批准并进入市场的程度。一旦施用，控制哪些组织或细胞吸收lnp的能力是有限的。根据净电荷和颗粒尺寸的显著程度，静脉内施用的lnp主要在肝、肺或脾中吸收。可以通过制剂和静脉内施用的组合将>90％的lnp导向肝脏。肌内施用可以提供临床上有用的局部递送和表达水平。通过将对靶组织或细胞类型具有特异性的结合部分缀合至lnp，可以将lnp重定向至其它组织或细胞类型，例如，将含有来自抗体的抗原结合结构域的多肽缀合至lnp。尽管如此，避免肝脏摄取仍然是一个挑战。此外，利用目前的系统，只有极少部分包封的核酸被成功地递送至目标细胞并进入细胞质。目前的制剂只能将2-5％的施用的rna释放至细胞质中(参见例如gilleron等人，nat.biotechnol.31:638-646,2013，和munson等人,commun.biol.4:211-224,2021)。因此，仍然存在脱靶递送、核酸释放到细胞质中的低效率和与组分脂质蓄积相关的毒性的问题。
2、因此，本公开提供了可电离脂质和脂质纳米颗粒以满足本领域的迫切需要。
技术实现思路
1、本公开的某些方面涉及具有选自式1、式2和式3的结构的可电离阳离子脂质。
2、本公开的其它方面涉及脂质纳米颗粒(lnp)，分别包含一种或多种可电离阳离子脂质并且独立地具有选自式1、式2和式3的结构。在某些实施方案中，所述lnp可以还包含磷脂、固醇、共脂质、peg-脂质中的一种或多种，或其组合。所述磷脂的实例包括但不限于二油酰磷脂酰乙醇胺(dope)、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(dmpc)、二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油(dmpg)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)、1,2-花生酰磷脂酰胆碱(dapc)及其组合。所述固醇的实例包括但不限于胆固醇、菜油固醇、谷固醇、豆固醇及其组合。所述共脂质的实例包括但不限于胆固醇半琥珀酸酯(chems)和含季铵头基的脂质。所述含季铵头基的脂质的实例包括但不限于1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷(dotap)、n-(1-(2,3-二油酰氧基)丙基)-n,n,n-三甲基铵(dotma)、3β-(n-(n',n'-二甲基氨基乙烷)氨基甲酰基)胆固醇(dc-chol)及其组合。peg-脂质的实例可以包含具有1000-5000da分子量(mw)的peg部分，和/或具有c14-c18的脂肪酸链长的脂肪酸。所述peg-脂质的实例包括但不限于dmg-peg2000(1,2-二肉豆蔻酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dpg-peg2000(1,2-二棕榈酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dsg-peg2000(1,2-二硬脂酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dog-peg2000(1,2-二油酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dmpe-peg200(1,2-二肉豆蔻酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dppe-peg2000(1,2-二棕榈酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dspe-peg2000(1,2-二硬脂酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dope-peg2000(1,2-二油酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)及其组合。在某些实施方案中，所述peg-脂质包含光学纯的甘油部分。在某些实施方案中，所述lnp还包含官能化的peg-脂质。在某些实施方案中，实施方案28的所述lnp，其中所述官能化的peg-脂质已经与结合部分(例如，抗体)缀合。在某些实施方案中，所述官能化的peg-脂质包含具有c16-c18的脂肪酸链长的脂肪酸。在某些实施方案中，所述官能化的peg-脂质包含二棕榈酰基脂质或二硬脂酰基脂质。
3、在某些实施方案中，所述lnp包含40至60mol％的可电离阳离子脂质。在某些实施方案中，所述lnp包含7至30mol％的磷脂。在某些实施方案中，所述lnp包含20至45mol％的固醇。在某些实施方案中，所述lnp包含1至30mol％的共脂质。在某些实施方案中，所述lnp包含0至5mol％的peg-脂质。在某些实施方案中，所述lnp包含0.1至5mol％的官能化的peg-脂质。
4、在某些实施方案中，所述lnp还包含核酸(例如，mrna)。在某些实施方案中，总脂质与核酸的重量比为10:1至50:1。
5、本公开的其它方面涉及将核酸递送至细胞中的方法，包括使细胞与本文公开的一种或多种lnp接触，其中至少一些lnp包含核酸。
1.具有式1的结构的可电离阳离子脂质，
2.具有式2的结构的可电离阳离子脂质，
3.具有式3的结构的可电离阳离子脂质，
4.如权利要求1或2所述的可电离阳离子脂质，其中y是o。
5.如权利要求1或2所述的可电离阳离子脂质，其中y是nh。
6.如权利要求1或2所述的可电离阳离子脂质，其中y是n-ch3。
7.如权利要求1或2所述的可电离阳离子脂质，其中y是ch2。
8.如权利要求1或2所述的可电离阳离子脂质，其中x是
9.如权利要求3所述的可电离阳离子脂质，其中w是c＝o。
10.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为直链烷基的r或rc。
11.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为直链烯基的r或rc。
12.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为支链烷基的r或rc。
13.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为支链烯基的r。
14.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为环烷基-烷基的r或rc。
15.如权利要求1至9中任一项所述的可电离阳离子脂质，其包含为芳基-烷基的r或rc。
16.如权利要求1至15中任一项所述的可电离阳离子脂质，其中每个r或rc基团相同。
17.如权利要求1至15中任一项所述的可电离阳离子脂质，其中源自第一分支点的r或rc基团相同，并且源自第二分支点的r或rc基团相同，但源自所述第一分支点的所述r或rc基团不同于源自所述第二分支点的所述r或rc基团。
18.脂质纳米颗粒(lnp)，其包含权利要求1至17中任一项所述的可电离阳离子脂质。
19.如权利要求18所述的lnp，其还包含磷脂、固醇、共脂质和peg-脂质中的一种或多种，或其组合。
20.如权利要求18所述的lnp，其中所述磷脂包含二油酰磷脂酰乙醇胺(dope)、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(dmpc)、二硬脂酰磷脂酰胆碱(dspc)、二肉豆蔻酰磷脂酰甘油(dmpg)、二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)或1,2-花生酰磷脂酰胆碱(dapc)或其组合。
21.如权利要求18或19所述的lnp，其中所述固醇包括胆固醇、菜油固醇、谷固醇或豆固醇或其组合。
22.如权利要求18至21中任一项所述的lnp，其中所述共脂质包含胆固醇半琥珀酸酯(chems)或含季铵头基的脂质。
23.如权利要求22所述的lnp，其中所述含季铵头基的脂质包括1,2-二油酰基-3-三甲基铵丙烷(dotap)、n-(1-(2,3-二油酰氧基)丙基)-n,n,n-三甲基铵(dotma)或3β-(n-(n',n'-二甲基氨基乙烷)氨基甲酰基)胆固醇(dc-chol)或其组合。
24.如权利要求18至23中任一项所述的lnp，其中所述peg-脂质包含具有1000-5000da分子量(mw)的peg部分。
25.如权利要求18至24中任一项所述的lnp，其中所述peg-脂质包含具有c14-c18的脂肪酸链长的脂肪酸。
26.如权利要求18至25中任一项所述的lnp，其中所述peg-脂质包括dmg-peg2000(1,2-二肉豆蔻酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dpg-peg2000(1,2-二棕榈酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dsg-peg2000(1,2-二硬脂酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dog-peg2000(1,2-二油酰基-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dmpe-peg200(1,2-二肉豆蔻酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dppe-peg2000(1,2-二棕榈酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dspe-peg2000(1,2-二硬脂酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)、dope-peg2000(1,2-二油酰基-甘油-3-磷酸乙醇胺-3-甲氧基聚乙二醇-2000)或其组合。
27.如权利要求18至26中任一项所述的lnp，其中所述peg-脂质包含光学纯的甘油部分。
28.如权利要求18至27中任一项所述的lnp，其还包含官能化的peg-脂质。
29.如权利要求28所述的lnp，其中所述官能化的peg-脂质已经与结合部分缀合。
30.如权利要求29所述的lnp，其中所述结合部分包含抗体的抗原结合结构域。
31.如权利要求28至30中任一项所述的lnp，其中所述官能化的peg-脂质包含具有c16-c18的脂肪酸链长的脂肪酸。
32.如权利要求31所述的lnp，其中所述官能化的peg-脂质包括二棕榈酰脂质或二硬脂酰脂质。
33.如权利要求18至32中任一项所述的lnp，其包含40至60mol％的可电离阳离子脂质。
34.如权利要求19至33中任一项所述的lnp，其包含7至30mol％的磷脂。
35.如权利要求19至34中任一项所述的lnp，其包含20至45mol％的固醇。
36.如权利要求19至35中任一项所述的lnp，其包含1至30mol％的共脂质。
37.如权利要求19至36中任一项所述的lnp，其包含0至5mol％的peg-脂质。
38.如权利要求19至37中任一项所述的lnp，其包含0.1至5mol％的官能化的peg-脂质。
39.如权利要求18至38中任一项所述的lnp，其还包含核酸。
40.如权利要求39所述的lnp，其中总脂质与核酸的重量比为10:1至50:1。
41.如权利要求39或40所述的lnp，其包含mrna。
42.将核酸递送至细胞中的方法，其包括使所述细胞与权利要求39至41中任一项所述的lnp接触。
