基于新型可降解氨基脂质的mRNA递送系统的研究

自2019年新型冠状病毒感染性肺炎病毒大肆传播以来,mRNA疫苗Bio NTech(BNT162b)和Moderna(mRNA-1273)表现出了高达95%的显著保护效果,使得mRNA疫苗成为免疫治疗的热点。血液和组织中有丰富的RNA酶,因此mRNA在未进入目的细胞时就被RNA酶降解。因此,将mRNA高效递送到细胞内并翻译出目的蛋白成为mRNA疫苗研发的技术难点。脂质纳米颗粒(lipid nanoparticles,LNP)是其中研究较多,较成熟的一种递送系统。LNP可将mRNA递送给抗原呈递细Taurine使用方法胞(APCs)并经过转录、翻译合成目标抗原蛋白,APCs将目标抗原蛋白呈递给T细胞,诱导机体产生先天免疫和获得性免疫。LNP通常由四种组分组成,其中可电离的氨基脂质是影响LNP递送能力的关键。目前已上市LNP药物中可电离的氨基脂质存在多次给药毒性蓄积,保存及运输条件要求严格等问题,因此急需开发一种免疫保护效率高、安全,稳定的新型可离子化氨基脂质结构。在这里,我们设计了一个含有多个Informed consent酯键的可电离氨基脂质的化合物库,对其进行体外筛选,筛选出的脂质体在细胞和动物水平上评估递送能力,其中具有哌啶结构的A1B1C5转染效率最佳。通过响应面分析优化A1B1C5的处方比例,将mRNA在体外的递送效率提高了3倍以上。结果显示,优化的A1B1C5载体递送mRNA后不仅在蛋白表达水平优于MC3,还提高了抗原呈递细胞呈递OVA特异性抗原的能力。优化的LNP药物肌注给药后可引流到淋巴结从而激活了强大的免疫反应,抑制了B16-OVA黑色素瘤和TC-1肿瘤的生长,延长了小鼠存活时间。这项工作通过筛选并优化发现了一个递送效率高于MC3的可离子化氨基脂质,筛选所得LNP激活了小鼠的天然免疫和适应性免疫,对肿瘤的生长Empagliflozin溶解度有较好的抑制作用,有向临床进行科研成果转化的价值。筛选LNP时建立的系统化流程有助于后续进行新型可离子化氨基脂质的筛选及生物学活性评估,并为其结构设计提供参考意义。