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新型分支可電離脂質(zhì)大大提高了mRNA遞送的效率

發(fā)布時(shí)間：2022-11-16 14:34:04作者：輝駿生物-fitgene

信使RNA (mRNA)是一種生物分子，它將細(xì)胞核中基因編碼的信息轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，供核糖體合成蛋白質(zhì)?？梢栽O(shè)計(jì)mRNA序列來編碼特定的蛋白質(zhì)；這方面最著名的例子是新冠肺炎的mRNA疫苗。mRNA分子很大，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，因此必須利用載體將mRNA輸送到細(xì)胞中。遞送mRNA的最先進(jìn)技術(shù)之一是脂質(zhì)納米粒(LNPs)，其由可電離的脂質(zhì)、膽固醇、輔助脂質(zhì)和聚乙二醇組成。

由北海道大學(xué)藥物科學(xué)學(xué)院的助理教授Yusuke Sato和Hideyoshi Harashima教授以及日東電工公司的友川橋葉領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新的分支可電離脂質(zhì)，當(dāng)包含在LNPs中時(shí)，可以大大提高mRNA遞送的效率。

先前的工作表明，具有分支尾部的可電離脂質(zhì)增加了LNPs遞送mRNA的效率。然而，兩個(gè)主要問題阻礙了對(duì)分支可電離脂質(zhì)的影響進(jìn)行系統(tǒng)分析。首先，尾部分枝導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)的巨大多樣性；第二，商業(yè)上可獲得的分支可電離脂質(zhì)的數(shù)量有限。為了克服這些障礙，研究人員建立了一個(gè)分支可電離脂質(zhì)的系統(tǒng)脂質(zhì)庫(kù)，并將該庫(kù)限制為分支脂質(zhì)的特定子集，該子集可以用兩個(gè)參數(shù)來描述:總碳數(shù)和對(duì)稱性。然后，他們測(cè)試了該庫(kù)中32種脂質(zhì)對(duì)含有mRNA (LNP-RNA)的LNP穩(wěn)定性的影響。

研究小組發(fā)現(xiàn)，含有高度對(duì)稱分支脂質(zhì)的LNP-RNAs表現(xiàn)出更高的微粘度，而更高的微粘度與LNP-RNAs在儲(chǔ)存中的穩(wěn)定性增加正相關(guān)。LNP RNA中高度對(duì)稱的分支脂質(zhì)也與小鼠肝臟和脾臟中的蛋白質(zhì)表達(dá)正相關(guān)。他們確定支鏈的長(zhǎng)度會(huì)影響器官的選擇性。

通過分支脂質(zhì)CL4F 8-6實(shí)現(xiàn)了mRNA的最穩(wěn)定儲(chǔ)存和最有效遞送。作者證明了這種特殊的脂質(zhì)可以用于為基因編輯設(shè)計(jì)的LNPs，僅用一劑LNPs就可以在小鼠中實(shí)現(xiàn)77%的目標(biāo)基因抑制。

這項(xiàng)研究表明，具有高度對(duì)稱性的分支脂質(zhì)有助于優(yōu)化LNP特性，以實(shí)現(xiàn)有效的細(xì)胞內(nèi)遞送和穩(wěn)定的制劑。未來的工作將集中于開發(fā)擴(kuò)展的脂質(zhì)庫(kù)，以了解其他分支脂質(zhì)的特性，并可能導(dǎo)致新脂質(zhì)的設(shè)計(jì)。

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