核酸治疗药物因其在体内沉默、表达或编辑基因的潜力而备受关注，但在系统稳定性和靶向递送至特定细胞（如骨髓驻留细胞）方面面临挑战。传统的脂质纳米颗粒（LNP）技术虽然在临床应用中取得了一定进展，但在实现RNA治疗药物的全身递送方面仍存在局限性。因此，开发具有生物相容性和可调节生物分布特征的新型平台技术对于核酸治疗药物的广泛应用至关重要。
埃因霍芬理工大学
Roy van der Meel、Willem J. M. Mulde
团队
开发了一种基于天然脂蛋白的纳米技术平台，称为脂蛋白纳米颗粒（aNP）。他们首先设计了一个原型aNP，能够稳定地将siRNA包裹在其核心中。通过改变胆固醇、三油酸甘油酯和MC3离子化阳离子脂质的含量，研究者们创建了一个包含72种不同成分的aNP-siRNA配方库，并对其进行了广泛的体外性能评估。
相关内容以“Nature-inspired platform nanotechnology for RNA delivery to myeloid cells and their bone marrow progenitors”为题发表在《
Nature Nanotechnology
》上
【主要内容】
图1 aNP平台技术的原型开发与初步验证
图中展示了基于天然脂蛋白的aNP平台技术的设计和原型开发。研究者们开发了一种包含siRNA的aNP原型，通过动态光散射（DLS）和冷冻电镜（cryo-EM）分析了其物理化学特性，并通过体外实验验证了其基因沉默效率。此外，通过放射性同位素标记和PET成像技术，研究者们评估了aNP在体内的生物分布，发现其在脾脏和骨髓中具有较高的积累。
图2 aNP-siRNA配方库的设计与筛选
图中介绍了aNP-siRNA配方库的设计空间和筛选过程。研究者们通过改变配方中的胆固醇、三油酸甘油酯和MC3离子化阳离子脂质的含量，创建了一个包含72种不同配方的库。通过冷冻电镜分析、货架期稳定性和体外基因沉默实验，筛选出具有潜力的配方用于后续的体内实验。
图3 aNP-siRNA配方的体内基因沉默效果评估
图中展示了在小鼠模型中评估aNP-siRNA配方的体内基因沉默效果。研究者们选择了8种代表性配方，通过多次静脉注射给药后，利用流式细胞术检测骨髓中的造血干细胞和髓系祖细胞中LAMP1的表达水平，发现部分配方能够显著降低LAMP1的表达。
图4 aNP18的深入分析与治疗应用
研究者们对筛选出的aNP18配方进行了深入的物理化学分析和体内行为研究。研究显示，aNP18具有良好的siRNA包裹效率（超过80%）、稳定的粒径（约50纳米）和负电荷（约-20 mV），且在4°C下储存8周后仍保持稳定。通过放射性同位素标记和PET成像技术，发现aNP18在骨髓和脾脏中具有较高的积累，且在肝脏和肾脏的积累相对较低。在同种异体小鼠肿瘤模型中，aNP18-siCCR2能够显著降低骨髓、脾脏和血液中CCR2
+
单核细胞的数量，并减少肿瘤中CCR2
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髓系细胞的数量，而不影响肿瘤大小，表明其在调节肿瘤免疫微环境方面具有潜在的治疗效果。此外，aNP18在生物相容性方面表现出色，未观察到明显的肝肾毒性，进一步证实了其作为核酸递送平台的安全性和有效性。
图5 aNP平台的多功能性验证
研究者们首先开发了包含ASO的aNP配方，通过冷冻电镜（cryo-EM）观察到其具有核壳结构，且ASO的包裹效率超过80%。在体外实验中，aNP-ASO能够有效诱导RAW 264.7细胞的剪接转换，表现为绿色荧光蛋白（eGFP）向红色荧光蛋白（tRFP）的转换。此外，研究者们还设计了包含mRNA的aNP配方，其在冷冻电镜下呈现球形结构，直径约70纳米，mRNA的包裹效率同样超过80%。在体外实验中，aNP-mRNA能够高效转染RAW 264.7细胞，并实现剂量依赖性的绿色荧光蛋白（eGFP）表达。在体内实验中，通过静脉注射aNP-mRNA至小鼠体内，流式细胞术分析显示，与LNP-mRNA相比，aNP-mRNA在骨髓髓系祖细胞中实现了更高的mCherry蛋白表达水平和更多的mCherry阳性细胞，表明aNP平台在体内mRNA递送方面具有显著优势。这些结果证明了aNP平台不仅适用于siRNA的递送，还能够有效递送ASO和mRNA，展现了其在核酸治疗药物递送中的多功能性和临床应用潜力。
【全文总结】
本研究开发了一种基于天然脂蛋白的纳米技术平台（aNP），用于将核酸治疗药物（如siRNA、ASO和mRNA）高效递送至骨髓中的髓系细胞及其祖细胞。研究团队设计了多种aNP配方，通过体外和体内实验验证了其在基因沉默、剪接转换和蛋白生产方面的潜力。实验结果表明，aNP平台具有良好的生物相容性和稳定性，并在小鼠模型中展现出显著的治疗效果，特别是在沉默Ccr2基因和减少肿瘤中免疫抑制性髓系细胞方面。该平台的多功能性和高效性为核酸治疗药物的临床应用提供了新的策略，有望推动免疫治疗和基因编辑技术的发展。
