麻省理工重磅发文！研发新型纳米颗粒首次实现肺mRNA高效递送和基因组编辑

精准医学 · 公众号 · · 2023-04-03 11:00

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作者：Sophia

导读： 非病毒基因组药物在肺部的不断扩大的应用仍然受到递送挑战的限制。麻省理工学院和马萨诸塞大学医学院的工程师设计了一种新型纳米颗粒，可以施用于肺部，从而传递编码有用蛋白质的信使RNA。

3月30日，该研究论文“Combinatorial design of nanoparticles for pulmonary mRNA delivery and genome editing”发表在《Nature Biotechnology》， 为设计治疗性纳米颗粒打开大门，可实现肺上皮的高效基因编辑，为先天性肺病的基因治疗提供途径 。

https://www.nature.com/articles/s41587-023-01679-x

以肺部为目标

信使RNA作为治疗由缺陷基因引起的各种疾病的治疗方法具有巨大的潜力。迄今为止，部署它的一个障碍是难以将其运送到身体的正确部位，而不会产生脱靶效应。 注射的纳米颗粒经常积聚在肝脏中，因此目前正在进行几项评估肝脏疾病潜在mRNA治疗的临床试验 。直接注射到肌肉组织中的基于RNA的Covid-19疫苗也被证明是有效的。在许多情况下，mRNA被封装在脂质纳米颗粒中，一种脂肪球，可保护mRNA免于过早分解并帮助其进入靶细胞。

几年前，安德森的实验室着手设计能够更好地转染构成大部分肺内壁的上皮细胞的颗粒。2019年，他的实验室创造了纳米颗粒，可以将编码生物发光蛋白的mRNA传递给肺细胞。这些颗粒由聚合物而不是脂质制成，这使得它们更容易雾化吸入肺部。然而， 需要对这些颗粒进行更多的工作，以增加它们的效力并最大限度地提高它们的效用 。

在他们的新研究中， 研究人员着手开发可以靶向肺部的脂质纳米颗粒。这些颗粒由包含两部分的分子组成：带正电荷的头基和长脂质尾巴 。头基的正电荷有助于粒子与带负电荷的mRNA相互作用，并且还有助于mRNA从进入细胞就会吞噬粒子的细胞结构中逃逸。同时，脂质尾部结构有助于颗粒通过细胞膜。研究人员为脂质尾巴提出了10种不同的化学结构，以及72种不同的头基。通过在小鼠中筛选这些结构的不同组合，研究人员能够识别出最有可能到达肺部的结构。

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