1、脂質(zhì)體在超聲藥物和基因傳遞中的應(yīng)用摘要作為藥物和基因傳遞系統(tǒng)的脂質(zhì)體在大多數(shù)藥物治療中起到重要的作用。近來(lái)，在超聲控制藥物釋放和超聲增強(qiáng)藥物傳遞系統(tǒng)中，脂質(zhì)體用來(lái)包裹氣體和藥物。通過(guò)不同的方法制備可發(fā)生回聲脂質(zhì)體，包括凍干，高壓，生物素-抗生物素蛋白結(jié)合。目前，超聲控制釋放藥物和用于基因傳遞的脂質(zhì)體體外主要應(yīng)用于心臟病，中風(fēng)和癌癥的治療。這些傳遞系統(tǒng)應(yīng)用于臨床還需要全面的了解，提高物理性質(zhì)以避免體內(nèi)快的清除，還有可能的副作用，包括使用的超聲。本文獻(xiàn)的目的是在超聲增強(qiáng)脂質(zhì)體和基因傳遞的研究領(lǐng)域?yàn)檠芯空咛峁┭芯糠较颉ｊP(guān)鍵字：脂質(zhì)體；超聲；藥物傳遞；基因傳遞；氣體；氧化亞氮1. 引言 藥物到達(dá)病變部

2、位的有效的傳遞很大程度上取決于藥物足夠的局部濃度和足量藥物跨過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)。脂質(zhì)體藥物傳遞系統(tǒng)已被證實(shí)有增加體內(nèi)特殊病變部位藥物劑量的作用1-4.基于超聲的方法是通過(guò)增加藥物跨細(xì)胞膜或內(nèi)皮屏障的作用來(lái)提高藥物或者基因的傳遞5-9.應(yīng)用適當(dāng)?shù)膮?shù),超聲能形成空腔, 它是一個(gè)氣體空泡成核,生長(zhǎng),震動(dòng)的過(guò)程.空腔形成包括快速生長(zhǎng)和氣泡的破裂(惰性空腔)或者氣泡持久的震蕩(穩(wěn)定的空腔).兩種形式的空泡可以對(duì)組織產(chǎn)生較強(qiáng)的物理-化學(xué)或生物效應(yīng)5.尤其是,空腔氣泡的破裂導(dǎo)致沖擊波或者高速的微噴射流,它們可以擊穿細(xì)胞和組織的細(xì)胞膜,從而來(lái)提高藥物的轉(zhuǎn)運(yùn).由于體內(nèi)缺少內(nèi)源性氣體，血液和組織組成的環(huán)境很難誘導(dǎo)

3、惰性空腔，除非處于超聲劇烈震蕩和與之相關(guān)的負(fù)壓的條件下10.然而, 劇烈震蕩可能會(huì)破壞細(xì)胞和組織,因此需要引起注意。先前已有的空化核，一種超聲造影劑，能降低形成空腔的閾值。在超聲造影劑存在的條件下，較低能量的超聲就可以使藥物或者基因方便的到達(dá)許多種細(xì)胞，如鼠的成纖維細(xì)胞，軟骨細(xì)胞11, 中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞12,人癌細(xì)胞HeLa, NIH/3T3C127I 13,14, 前列腺癌細(xì)胞DU1457,還有許多組織比如肌肉15-18,肝臟19,20,肺19, 脈管系統(tǒng)19,21-23,大腦,和腫瘤部位8,24-26.超聲造影劑一般由微氣泡組成,這種微氣泡由表面活性劑來(lái)穩(wěn)定27,28.經(jīng)常使用的表面活性劑

4、包括血清白蛋白, 聚合物, 磷脂29.當(dāng)用磷脂作為氣體穩(wěn)定劑,兩種結(jié)構(gòu)中的一種是典型要的: 在氣泡的表面有脂質(zhì)單層,或者包含氣體的脂質(zhì)體(回聲脂質(zhì)體)30-32.當(dāng)用于增強(qiáng)超聲易化藥物和基因傳遞時(shí), 回聲脂質(zhì)體具有以下特點(diǎn):1) 回聲脂質(zhì)體與普通脂質(zhì)體有著相似的載藥量.2) 包裹著治療制劑的回聲脂質(zhì)體可與抗體結(jié)合,靶向到特殊的病變部位,形成局部高濃度并降低系統(tǒng)毒性.3) 可以控制內(nèi)容物的釋放速率。使用單個(gè)的高振幅的超聲脈沖可以達(dá)到快速釋放，用一系列的低振幅的脈沖可以達(dá)到緩釋釋放，或者兩者結(jié)合使用。這些選擇有些情況下特別使用，比如有時(shí)要提高局部濃度達(dá)到治療水平并且使其保持一段時(shí)間。4) 超聲激發(fā)

5、氣泡破裂引起的空腔可以增加不同粒徑的分子對(duì)細(xì)胞和組織的滲透性，因此可以促進(jìn)藥物或基因向細(xì)胞和組織轉(zhuǎn)運(yùn)。5) 回聲脂質(zhì)體的超聲反射可以引導(dǎo)藥物和基因的傳遞。2.回聲脂質(zhì)體概述脂質(zhì)體是一種自發(fā)形成的脂質(zhì)雙分子層，內(nèi)部是從大量水相中分離出來(lái)的親水的小室（圖1）33.與脂質(zhì)單分子層結(jié)構(gòu)相比，脂質(zhì)體的特點(diǎn)就是可以延伸，兩面性和分開的親水和疏水區(qū)域。脂質(zhì)雙分子層的親水基朝向水相（內(nèi)部和外部），兩個(gè)脂質(zhì)層的疏水基相互靠近，形成了膜的內(nèi)核。脂質(zhì)體作為藥物傳遞系統(tǒng)的特別之處就是它能同時(shí)包裹水溶性和水不溶性物質(zhì)。水溶性物質(zhì)被包裹在水相內(nèi)核，水不溶性或油溶性疏水藥物包在脂質(zhì)雙分子層中34。由于脂質(zhì)體可以是陽(yáng)性的（在

6、處方中加入陽(yáng)離子脂質(zhì)），它們可以載大量的不需要特別生產(chǎn)或處理過(guò)程的DNA，并且有較低的免疫反應(yīng)在基因傳遞中35,36。由于高穩(wěn)定性，提高生物分布和在血液中的最優(yōu)循環(huán)性，有些脂質(zhì)體處方已被FDA認(rèn)證4（表1）。脂質(zhì)制劑最初被修飾形成氣體包囊作為靶向造影劑用于超聲成像增強(qiáng)劑38-42.這些制劑被命名為回聲脂質(zhì)體（見圖2和表2）.據(jù)推測(cè)，當(dāng)氣體被包裹在脂質(zhì)體內(nèi)，由于熱力學(xué)原因，表現(xiàn)出像疏水藥物一樣位于脂質(zhì)雙分子層的兩個(gè)單分子之間或者作為單分子包裹的氣泡在脂質(zhì)體的水相隔室中43. 回聲脂質(zhì)體保留了普通脂質(zhì)體的特性因此可以共同包裹氣體和藥物或者基因作為藥物和基因的傳遞體44-46。最新證據(jù)表明氣體微囊的

7、穩(wěn)定性很大程度上取決于包裹的氣體和脂質(zhì)殼的性質(zhì)47比如氣體跨過(guò)脂質(zhì)殼的擴(kuò)散速度48,49，脂質(zhì)層的厚度和微泡的粒徑50,51,和人血清和血清蛋白的存在52.圖1.脂質(zhì)體的脂質(zhì)雙分子層示意圖。根據(jù)制備方法，三種基本的回聲脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)已被研究（圖2和表2）.第一種回聲脂質(zhì)體有兩個(gè)室，正如前面提到的。小室中含有氣體并用單層與大室分開，大室中含有水相（圖2A）。這一結(jié)構(gòu)可通過(guò)低壓凍干法制備32,38或者高壓冷凍法。第二種結(jié)構(gòu)也稱為囊泡脂質(zhì)體，有單分子層包裹的氣體囊泡在脂質(zhì)體的水相中53(圖2B)。囊泡脂質(zhì)體是基于通過(guò)相轉(zhuǎn)變蒸發(fā)的方法制備的PEG修飾的脂質(zhì)體（PEG-脂質(zhì)體）；PEG-脂質(zhì)體放在充有高壓全

8、氟丙烷氣體的管形瓶中，然后用超聲儀進(jìn)行超聲46.第三種結(jié)構(gòu)是普通脂質(zhì)體通過(guò)生物素-抗生物素蛋白鍵共價(jià)接合到穩(wěn)定的氣體囊泡上，形成一種復(fù)合物45(圖2C).低壓凍干法制備回聲脂質(zhì)體包括脂質(zhì)體在甘露醇存在條件下的冷凍干燥 32，使其產(chǎn)生兩個(gè)室。小室包含氣體并用脂質(zhì)體的單層與大室分開，大室含有水相。用這種方法制備時(shí)，在冷凍和升華干燥步驟中包含一些沒有冷凍保護(hù)作用或者容易結(jié)晶的溶質(zhì)（如甘露醇）是很重要的。甘露醇的重要功能是引起雙分子層破裂并使破裂的脂質(zhì)體最大程度的暴露于空氣中47.Huang等人介紹的高壓冷凍技術(shù)產(chǎn)生相同結(jié)構(gòu)的回聲脂質(zhì)體。在這一方法中，通過(guò)增加氣體的壓力產(chǎn)生一個(gè)過(guò)飽和水相，然后進(jìn)行冷凍

9、操作，這樣導(dǎo)致氣體和溶質(zhì)分子濃縮，對(duì)包囊是有利的43.由于氣體低的溶解度，傳統(tǒng)的制備脂質(zhì)體的過(guò)程都無(wú)法包裹氣體。通過(guò)加壓來(lái)增加氣體的包裹可以用Henry方程解釋。因?yàn)榇蠖鄶?shù)氣體的溶解度很低，脂質(zhì)體包裹氣體需要增加氣體在水溶液中的數(shù)量。根據(jù)Henry方程，氣體的溶解度與液體上方氣體的壓力成正相關(guān)。當(dāng)氣體的壓力比周圍溫度對(duì)應(yīng)的平衡飽和氣壓值低，相當(dāng)，或者高時(shí)，溶液被稱為不飽和，飽和或者過(guò)飽和。因此，隨著壓力增加，溶液中氣體分子的濃度也增加。隨后的凍干步驟可能有兩個(gè)目的，增加溶解氣體的局部濃度和大量氣體中小塊核的形成。這一步驟不僅將空氣包裹而且也將溶解于水相中的藥物一起包裹54。最近，一種新的生產(chǎn)有

10、聲學(xué)活性的脂質(zhì)體已被研究，通過(guò)生物素-抗生物素蛋白鍵使脂質(zhì)體和氣體囊泡連接。每個(gè)微泡周圍可連接平均直徑200nm和100nm的脂質(zhì)體分別高達(dá)1000和10000個(gè)（圖2C）。藥物和基因可用傳統(tǒng)的方法裝載于脂質(zhì)體中。連接脂質(zhì)體和微泡的鍵，含有5%的聚乙二醇-二硬脂酸磷脂酰乙醇胺-生物素（PEG-DSPE-生物素），很大程度上取決于抗生物素蛋白的濃度（高于抗生物素蛋白濃度10nM）。脂質(zhì)體-忍耐性強(qiáng)的微泡隨著聲波振動(dòng)并且逐漸瓦解，方式與微泡造影劑相同。最近FDA批準(zhǔn)的磷脂基質(zhì)的造影劑的典型結(jié)構(gòu)是由一層脂質(zhì)單分子膜包圍高分子量（>400 Da）的氣體55,56。這一造影劑已被用于藥物載體，特別

11、是包裹疏水性藥物，盡管疏水性藥物和基因可以在微細(xì)胞表面吸附。氣態(tài)核產(chǎn)生聲學(xué)阻道失配，這將導(dǎo)致微泡有高回音，可以被用于超聲波成像。包裹或吸附的藥物或基因可以通過(guò)超聲釋放15,21,27,57,58。盡管它們代表著可行的發(fā)展方向，需要理解的是回聲脂質(zhì)體制劑還仍處于臨床前階段。圖2.三種不同類型的回聲脂質(zhì)體示意圖。A).表示一種回聲脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)，水相內(nèi)容物通過(guò)超聲釋放。在制備過(guò)程中希望有大量的不均一性存在，以致于氣體和水相室的比例有很大不同。然而，所有脂質(zhì)體是單層是不可能的。B).含有C3F8氣體的PEG修飾的回聲脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)。C).表面載有脂質(zhì)體的微泡。微泡由5% DSPE-PEG2k包衣，并通過(guò)5

12、%DSPE-PEG2k-生物素與載有5%DSPE-PEG2k-生物素和5%NBD-膽固醇通過(guò)抗生物素蛋白共價(jià)連接。NBD-膽固醇提供了混合載體結(jié)果的最優(yōu)熒光測(cè)定，使結(jié)合量化，并使細(xì)胞內(nèi)陷由于細(xì)胞-載體相互作用。3.藥物裝載和超聲刺激釋放 脂質(zhì)體可以裝載大量制劑，包括親水性和親脂性藥物，寡核苷酸，蛋白質(zhì)，多肽和基因等3,35,59-63.回聲脂質(zhì)體保留了普通脂質(zhì)體載藥的性質(zhì)。例如，產(chǎn)生回聲活性的脂質(zhì)體的過(guò)程與含有15%分子量黃綠素包裹效率是相一致的，黃綠素是一種存在于含有水溶性藥物的水相室的熒光指示劑。當(dāng)裝載水溶性藥物的脂質(zhì)體含有氣體，就變成了對(duì)超聲刺激敏感的藥物。有兩個(gè)室的回聲脂質(zhì)體超聲刺激時(shí)

13、釋放藥物最可能的機(jī)制從脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)可以看出來(lái)，其結(jié)構(gòu)中一個(gè)脂質(zhì)體中含有兩個(gè)室。聲波較弱的相會(huì)引起空氣的膨脹并伸展到雙分子層。如果壓力足夠使其延伸到脂質(zhì)體膜，并超過(guò)彈性限度，脂質(zhì)體內(nèi)容物就會(huì)被釋放出。回聲脂質(zhì)體對(duì)超聲刺激的敏感性與脂質(zhì)體的組成和包裹的氣體以及超聲應(yīng)用參數(shù)有關(guān)。脂質(zhì)雙分子層通過(guò)疏水基相互作用而緊密連在一起，這些疏水基有自封性質(zhì)導(dǎo)致脂質(zhì)體表面破裂后又會(huì)很快封閉起來(lái)43,64。顯然，像白蛋白包衣的阿馬諾嗪那樣的硬殼造影劑只對(duì)超聲波壓力有反應(yīng)，當(dāng)壓力足夠大時(shí)就可以引起殼不穩(wěn)定。這是因?yàn)榘椎鞍椎娜犴g性沒有磷脂殼好。不像白蛋白基質(zhì)的囊泡破裂依賴于足夠強(qiáng)烈的超聲，脂質(zhì)包裹的囊泡擴(kuò)張和收縮平滑，

14、并且即使在超聲過(guò)程中也可以立即自發(fā)組裝修復(fù)膜結(jié)構(gòu)65,66。因此，應(yīng)用超聲時(shí)，磷脂殼的囊泡在它們變得不穩(wěn)定或合并前可以延伸比它們最初的表面積多10倍65。因此，通過(guò)改變脂質(zhì)膜的剛性來(lái)影響其對(duì)超聲的反映性是可行的。最優(yōu)的氣體是在脂質(zhì)體中有大的體積并在血液中的擴(kuò)散速率低48,49。最有效的超聲波是組織可以忍受的最強(qiáng)的聲強(qiáng)度的一小段波43。這些參數(shù)對(duì)選擇合適的超聲刺激是重要的，同時(shí)每次應(yīng)用時(shí)都需要研究。疏水性藥物可以裝載到回聲脂質(zhì)體中；但是理論上，超聲時(shí)它們可能更加耐受從脂質(zhì)體中釋放，因?yàn)樗鼈兣c脂質(zhì)體的聯(lián)系是基于在雙分子層內(nèi)部的溶解度比在水中的高。因此，藥物可能仍留在破裂脂質(zhì)體的脂質(zhì)碎片中。一種處理

15、疏水性藥物的方法是使用環(huán)糊精賦予它們親水性。環(huán)糊精的外部表面是親水的，并有一小塊疏水基結(jié)合區(qū)，因此可以顯著增加疏水性藥物的水溶性54。通過(guò)親水基團(tuán)包衣的疏水性藥物就有和親水性藥物相同的釋放特性。4.回聲脂質(zhì)體增強(qiáng)的超聲空腔細(xì)胞膜和內(nèi)皮是許多藥物特別是基因藥物的屏障。細(xì)胞膜由一脂質(zhì)雙分子層膜（厚度<50nm），其中嵌有蛋白質(zhì)分子或者在其表面67,68。內(nèi)皮由單分子內(nèi)皮細(xì)胞組成，內(nèi)皮細(xì)胞之間有緊密連接可以封閉管腔。超聲被用來(lái)增加細(xì)胞和內(nèi)皮的通透性，使藥物和基因能到達(dá)細(xì)胞和組織。回聲脂質(zhì)體裝載的藥物不僅能靶向病變組織，增加該部位的局部濃度，而且可以靶向增強(qiáng)超聲易化細(xì)胞和內(nèi)皮的通透性。除了釋放脂

16、質(zhì)體內(nèi)容物和提供該過(guò)程的成像外，超聲可以對(duì)組織產(chǎn)生效應(yīng)，協(xié)同藥物傳遞，即通過(guò)空腔效應(yīng)。超聲空腔效應(yīng)可通過(guò)回聲脂質(zhì)體增強(qiáng)。當(dāng)氣泡破裂時(shí)，速度梯度和周圍液體產(chǎn)生的壓力產(chǎn)生高的機(jī)械強(qiáng)度69。這些能量足夠使細(xì)胞膜產(chǎn)生暫時(shí)的開口，這一現(xiàn)象的強(qiáng)度可能受超聲參數(shù)，細(xì)胞類型和造影劑性質(zhì)的影響70。回聲脂質(zhì)體的超聲行為不同于阿馬諾嗪，一種常用的蛋白造影增強(qiáng)劑。當(dāng)使用輸出水平高于阿馬諾嗪的碎片閾值（3.5MHz，MI=0.27），4.5MHz諧波和6.9MHz 基本的B型超聲波時(shí)，對(duì)于兩種類型的B型超聲波，回聲脂質(zhì)體耐受時(shí)間長(zhǎng)于60s然后破碎，而用同樣的波時(shí)阿馬諾嗪在5s內(nèi)被破壞71。Akowuah等比較了Son

17、oVue，BR14和阿馬諾嗪關(guān)于超聲增強(qiáng)的裸pGL3螢光素酶質(zhì)粒向豬的血管平滑肌細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)的體外實(shí)驗(yàn)。所有這些造影劑都含有全氟化碳?xì)怏w，但是阿馬諾嗪是清蛋白基質(zhì)的制劑，但是SonoVue和BR14是磷脂穩(wěn)定的囊泡72.這兩種脂質(zhì)穩(wěn)定的囊泡中，SonoVue的基因傳遞效率是阿馬諾嗪的2.6倍。光學(xué)和聲學(xué)方法顯示脂質(zhì)殼的囊泡通過(guò)兩種主要的機(jī)制經(jīng)歷超聲破壞：在低超聲壓力下超聲溶解和在高壓力時(shí)母泡破裂成兩個(gè)或者更多的子泡73。通過(guò)應(yīng)用超聲，當(dāng)超聲壓力低時(shí)（200 kPa, 2.25 MHz），脂質(zhì)殼內(nèi)的氣體可穩(wěn)定的振搖，在高壓時(shí)（大于300 kPa, 2.25 MHz），氣泡破裂是很重要的74。據(jù)報(bào)道，

18、在1.00 MHz和1.3 MPa條件下超聲將導(dǎo)致脂質(zhì)殼囊泡從2um膨脹到大約20um。從絨(毛)膜尿囊的膜模型中外滲物的影像很相似的表達(dá)了從最大直徑為55um的管中滲漏的情形75。囊泡表面或者細(xì)胞壁快速破裂將產(chǎn)生一個(gè)流體噴射或者直接朝向壁的沖擊波，這將導(dǎo)致脈管的通透性增加76并且藥物呈對(duì)流傳遞。在1.0MHz下，藥物的對(duì)流傳遞速率是在0.5MPa壓力下為188.6um/s，在1.3MPa壓力下為362.5 um/s75。藥物通過(guò)超聲空腔的形成來(lái)提高轉(zhuǎn)運(yùn)的效率很大程度上與藥物成分和超聲造影劑到生物膜的距離有關(guān)。Kodama等人發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)膜的通透性被誘導(dǎo)當(dāng)其在距離囊泡中心5um內(nèi)，在這個(gè)距離內(nèi)外源

19、性的分子可以被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)。然而，必須承認(rèn)的是藥物成分轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞核或者其它細(xì)胞室里要依賴于完全獨(dú)立的超聲效應(yīng)的機(jī)制。例如，加入超聲造影劑將增加pDNA攝入到培養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)而不是細(xì)胞核77。5.藥物和基因傳遞的超聲成像既然回聲脂質(zhì)體可以容易地為超聲診斷成像42,43，含有藥物的回聲脂質(zhì)體同樣有用于超聲的潛力。因此可以用于監(jiān)測(cè)藥物的傳遞，至少當(dāng)有聲學(xué)活性的脂質(zhì)體被用于傳遞裝置78。除了用于監(jiān)測(cè)傳遞外，對(duì)于局部藥物傳遞，裝載藥物的回聲脂質(zhì)體還有其它重要的優(yōu)點(diǎn)。它們獨(dú)特之處在于，因?yàn)槌暱梢跃劢沟骄植浚⑶艺{(diào)整相關(guān)的強(qiáng)度和脈沖頻率，可以運(yùn)用于靶區(qū)使生物學(xué)效應(yīng)達(dá)到最優(yōu)化。因此，在特定的時(shí)間最大程度的釋

20、放藥物很明顯是可行的。另外，可以調(diào)整超聲波的特性來(lái)產(chǎn)生增加管壁通透性的額外的效應(yīng)（要適當(dāng)?shù)模崆盎蛘弋?dāng)脂質(zhì)體存在時(shí)），因此可以使脂質(zhì)體和內(nèi)容物跨過(guò)脈管內(nèi)皮到達(dá)靶組織變得容易79-81。6.藥物和基因傳遞的治療應(yīng)用回聲脂質(zhì)體在藥物和基因傳遞的治療應(yīng)用是基于它們?cè)S多性質(zhì)的結(jié)合，包括靶向，超聲控制藥物釋放，增加細(xì)胞和組織的通透性，還有超聲成像的能力。許多特別的應(yīng)用可以被想象出。6.1. 血栓溶解 超聲已被證明有增加血栓溶解的作用，不管有沒有超聲造影劑的加入55,82。靶向或者無(wú)靶向的囊泡可以通過(guò)靜脈或者直接到達(dá)血塊。共價(jià)接合到超聲造影劑上，用于血塊靶向的配體包括精氨酸-甘氨酸-天門冬氨酸（RGD）多

21、肽83，纖維蛋白素原39,41，組織纖溶酶原激活物（tPA）84。已報(bào)道tPA裝載的回聲脂質(zhì)體有血塊溶解的作用。含有tPA的有聲學(xué)活性的脂質(zhì)體被發(fā)現(xiàn)在血塊區(qū)有高的濃度，由于tPA 結(jié)合在(血)纖維蛋白(單體)的表面。tPA裝載的ELIP在超聲條件下與有超聲時(shí)相同的操作下相比，可以增強(qiáng)49.5%的溶栓作用78,84。超聲增強(qiáng)溶栓的回聲脂質(zhì)體的機(jī)制包括微泡自身的空腔效應(yīng)85-87。當(dāng)在低頻和高能條件下超聲時(shí)，超聲造影劑的振動(dòng)可能導(dǎo)致血塊溶解。另外，因?yàn)閠PA已經(jīng)結(jié)合到回聲脂質(zhì)體上，運(yùn)用超聲可能刺激tPA的釋放（或者易化小的脂質(zhì)體或碎片進(jìn)入血塊）。已經(jīng)證明空腔和超聲控制的溶栓制劑結(jié)合比只含有超聲造影

22、劑的超聲在溶血方面好84。6.2 動(dòng)脈粥樣硬化在循環(huán)中，由于橫向力的作用超聲造影劑傾向于分布在脈管軸線上88。這在治療動(dòng)脈粥樣硬化時(shí)將阻礙藥物的傳遞，這就要求循環(huán)的回聲脂質(zhì)體與脈管內(nèi)皮接觸。因此，合適的配體結(jié)合到脂質(zhì)體的表面來(lái)支持回聲脂質(zhì)體依附在脈管表面是很有利的。動(dòng)脈粥樣硬化最早的一個(gè)事件就是單核細(xì)胞活化并依附在內(nèi)皮細(xì)胞。活化的單核細(xì)胞從循環(huán)中結(jié)合到內(nèi)皮上需要存在于內(nèi)皮細(xì)胞上粘附分子的幫助，粘附分子有內(nèi)皮粘附分子（ICAM），脈管細(xì)胞粘附分子（VCAM），內(nèi)皮白細(xì)胞粘附分子（ELAM），還有P&F選擇蛋白89。研究表明，忍受單克隆抗體并靶向于ICAM -1的回聲脂質(zhì)體在體外有好的結(jié)合

23、效率40,91。隨后，Hamilton等人41,42 將這些脂質(zhì)體用于血管內(nèi)us成像來(lái)強(qiáng)調(diào)血栓和在抵抗受傷的脈管時(shí)形成與粥樣斑有關(guān)的許多脈管標(biāo)記。分子靶是ICAM -1，VCAM-1，纖維蛋白，纖維蛋白素原和組織因子（TF）；它們可以在脈管壁上產(chǎn)生靶向影像增強(qiáng)當(dāng)靜脈注射脂質(zhì)體5分鐘內(nèi)92。除了配體增強(qiáng)了脂質(zhì)體吸附到內(nèi)皮組織的表面，低能量的超聲能使超聲造影劑和內(nèi)皮的結(jié)合。這就是所謂的聲輻射力的結(jié)果，它有一個(gè)直接從聲源和次級(jí)聲源獲得的初級(jí)力組成。這些力在超聲造影劑之間是相互吸引的93-95。Dayton證明了初級(jí)輻射力能夠推動(dòng)非靶向超聲造影劑從脈管中心到脈管壁96。在用人的黑素瘤單層細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，S

24、hortencarier等人發(fā)現(xiàn)使轉(zhuǎn)運(yùn)裝置進(jìn)入細(xì)胞的聲輻射力波的應(yīng)用需要裝置碎片成功的粘附在細(xì)胞膜上94。Rychak等人發(fā)現(xiàn)聲輻射力可以激烈增加到80倍-連接P選擇蛋白的脂質(zhì)囊泡結(jié)合到內(nèi)皮上，壁剪切力的速度為1244/s97。6.3基因傳遞超聲加速基因傳遞已在體內(nèi)和體外被成功的證明9。這一系統(tǒng)的轉(zhuǎn)染率不僅受超聲參數(shù)，造影劑的存在，質(zhì)粒DNA局部濃度的影響，還受轉(zhuǎn)染劑的影響。當(dāng)DNA和陽(yáng)離子脂質(zhì)復(fù)合物被用時(shí)，在細(xì)胞培養(yǎng)和體外研究中重要的增強(qiáng)作用已被報(bào)道26,57,98。人們發(fā)現(xiàn)單獨(dú)使用DNA時(shí)超聲增強(qiáng)轉(zhuǎn)染80倍。聚乙烯亞胺（PEI）和DNA復(fù)合物（形成多聚物）能增加轉(zhuǎn)染90倍。然而，最重要的是

25、超聲和PEI的結(jié)合可以協(xié)同增加轉(zhuǎn)染200倍。這將導(dǎo)致細(xì)胞34%達(dá)到基因表達(dá)。動(dòng)力學(xué)測(cè)定使我們認(rèn)識(shí)到單獨(dú)使用超聲時(shí)效力大，而PEI單獨(dú)使用或者和超聲一起使用可以增加轉(zhuǎn)染，聲處理后培育4h的DNA質(zhì)粒強(qiáng)烈的受益于PEI99。因此，選擇最優(yōu)的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染劑，將與超聲的增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生協(xié)同作用，因?yàn)槌曉鰪?qiáng)膜的通透性一般發(fā)生在超聲應(yīng)用時(shí)。裸pDNA與US的結(jié)合應(yīng)用于全身作用是無(wú)效的，可能是由于裸DNA被血清核酸酶降解和在聲探器細(xì)胞環(huán)境中低濃度的DNA。對(duì)于超聲增強(qiáng)的脂質(zhì)體基因傳遞中超聲和高轉(zhuǎn)染效率的制劑聯(lián)合使用時(shí)一個(gè)可行的方法。最新研究的聲活性的回聲脂質(zhì)體以脂質(zhì)體和氣泡結(jié)合的形式為這一應(yīng)用提供了一個(gè)平臺(tái)。當(dāng)

26、使用超聲時(shí)（1.2 W/cm2, 20 s,，工作期為50%），由聚乙烯二醇，二硬脂酸磷脂酰膽堿和全氟丙烷氣體組成的脂質(zhì)體在小鼠眼睛里質(zhì)粒DNA綠色熒光蛋白質(zhì)的表達(dá)增加了60%。含有氣泡的脂質(zhì)體的轉(zhuǎn)染率比脂(質(zhì))轉(zhuǎn)染(法)的高46。6.4.生物活性氣體的轉(zhuǎn)運(yùn)許多氣體被認(rèn)為有生物活性，包括氙，硫化氫，氧化亞氮，一氧化碳等。最近的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明在腦或者心臟缺血后氙可以降低梗塞的范圍，一些氣體例如NO和CO在正常或者病變的生理中起著重要的作用。近幾年，研究者的興趣已經(jīng)轉(zhuǎn)向H2S，另一種有生理活性的氣體。在體內(nèi)外研究中發(fā)現(xiàn)它有擴(kuò)張血管的活性100。最近，有報(bào)道稱腦內(nèi)含有相對(duì)高濃度的內(nèi)源性的H2S并且H2

27、S已被認(rèn)為是腦部的神經(jīng)調(diào)節(jié)劑/遞質(zhì)101。氣態(tài)的藥物可以迅速跨過(guò)血腦屏障，因此可以很快在腦部和其它靶組織達(dá)到有效的濃度。另外，許多氣態(tài)的藥物在血液中有低的溶解度，這對(duì)藥物迅速進(jìn)入和消除方面有利102。這對(duì)治療有利并且能降低副作用。生物活性氣體用于治療的障礙是缺乏合適的服藥方法和不知道潛在的副作用。含有氣體的脂質(zhì)體已被用作超聲造影劑很多年，因?yàn)闅怏w界面在循環(huán)和周圍的組織間產(chǎn)生很高的對(duì)照。包裹的氣體在37的血清中產(chǎn)生回聲的半衰期為7個(gè)小時(shí)52。如果氣體被其它氣體如有生物活性NO氣體代替，這樣的脂質(zhì)體可以被用作氣體藥物的載體并且是有生理活性的制劑。這尤其是在一個(gè)藥物或者生理學(xué)制劑在沒有保護(hù)狀態(tài)下有較

28、短的生存時(shí)間時(shí)特別有用。NO有許多不同的生物活性，但是作為氣體它在體內(nèi)脈管轉(zhuǎn)運(yùn)中是不穩(wěn)定的。NO在循環(huán)中的半衰期是1.8ms。NO包裹在脂質(zhì)體中可以避免NO在循環(huán)時(shí)被NO消除劑例如血紅蛋白清除。使用低壓冷凍的方法，在相對(duì)低的壓力下，30ul的氣體可以迅速的包裹在5mg的脂質(zhì)中。用這種方法制備的脂質(zhì)體NO自發(fā)釋放時(shí)有雙相性的性質(zhì)，在開始的30分鐘釋放迅速，然后再接下來(lái)的8小時(shí)釋放緩慢。NO和氬的混合氣體提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法去調(diào)節(jié)NO的釋放速率。足夠的NO到達(dá)培養(yǎng)的平滑肌細(xì)胞時(shí)可以產(chǎn)生生物效應(yīng)，即使有NO消除劑血紅蛋白的存在。體外實(shí)驗(yàn)表明服用NO-ELIP到達(dá)囊損害的頸動(dòng)脈時(shí)將阻止內(nèi)膜的肥厚的51±6%。這一系統(tǒng)為轉(zhuǎn)運(yùn)多數(shù)生物活性氣體到達(dá)靶組織提過(guò)了一個(gè)新的方法，當(dāng)全身給藥時(shí)產(chǎn)生很小的效應(yīng)103。回聲脂質(zhì)體應(yīng)用于生物活性氣體轉(zhuǎn)運(yùn)是獨(dú)一無(wú)二的，并且還在初期，但是已有許多關(guān)于