基于叔胺的可电离脂质分子作为脂质纳米颗粒（LNP）中的核心成分广泛用于信使RNA（mRNA）的递送，其特点是在低pH下通过叔胺质子化获得正电荷与mRNA形成复合物，而在生理pH下呈电中性。目前的LNPs在电中性缓冲液中，叔胺脂质分子失去正电荷，导致在生产及保存过程中不稳定，因此需要超冷储存。此外，静脉注射的mRNA LNP转染肝外组织仍然具有挑战性。因此，mRNA药物的应用受到极大限制。设计能够使LNP具有稳定性和高肝外靶向转染效率的阳离子脂质分子是该领域亟待解决的问题。
近期，浙江大学化学工程与生物工程学院申有青教授团队设计合成了一系列酯酶响应的去阳离子型季铵盐类脂质分子用于构建具有高递送效率、高储存稳定性及精准脾脏转染性能的新型LNP。该类阳离子脂质分子通过季铵盐基团的强正电性结合有力mRNA，因使LNP在体外储存和体内循环过程中稳定；入胞后在胞质内酯酶作用下，季铵盐型脂质分子分解为电中性或负电性分子，实现mRNA的快速释放、促进蛋白翻译（图 1）。体外筛选鉴定出具有最高mRNA转染效率的AMP-POC18并通过配方筛选构建的LNP，与FDA批准的可电离脂质分子Dlin-MC3-DMA配制的LNP相比，AMB-POC18 LNP在冰箱温度（4 ℃）下储存时稳定性显著改善（图 2）。此外，AMB-POC18介导的卵清蛋白(OVA)编码mRNA疫苗，静脉注射后，选择性地诱导脾脏中抗原呈递细胞蛋白表达，并进一步触发OVA特异性的细胞免疫和体液免疫应答，在小鼠皮下黑色素瘤模型和肺转移模型中展现出了良好的预防及治疗作用（图3）。
图1 酯酶响应型去阳离子类脂质分子用于mRNA递送
图2 AMB-POC18 LNP在4 ℃条件下稳定性增强
图3 AMB-POC18 LNP实现脾脏特异性转染、诱导APCs抗原提呈及免疫应答
该工作通过新型“电荷反转”类脂质分子，解决了LNP储存稳定性和胞内mRNA释放的矛盾，实现了免疫器官脾脏的器官特异性蛋白表达，为设计新型基因递送脂质分子提供了新思路。
该工作以“Esterase-Labile Quaternium Lipidoid Enabling Improved mRNA-LNP Stability and Spleen-Selective mRNA Transfection”为题发表在《Advanced Materials》上（Adv. Mater. 2023, 2303614.）。该研究得到科技部国家重点研发计划和国家自然科学基金委的支持。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202303614
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