基于脂质纳米颗粒（LNP）进行mRNA递送是药物递送领域的研究热点，该技术在COVID-19 mRNA疫苗、抗肿瘤疫苗、罕见病基因治疗等领域取得了重要进展。尽管LNP递送技术有诸多优势，但其在靶向能力、冷链和储存的稳定性、假过敏样反应、应用场景的局限性等方面还存在不足。由于生理和病理体内微环境异常复杂，加之各类多层级生物屏障可能阻碍mRNA体内表达，有必要发展“非LNP类”的mRNA纳米载体，旨在满足不同应用情境的体内递送需求。值得一提的是，现有LNP技术的专利壁垒高，发展高效、安全的“非LNP类”mRNA纳米载体，寻找与之相对应的临床应用场景，有望突破LNP“一家独大”的现有格局。
近日，ng28南宫孟幻研究员团队与中科院杭州医学所刘湘圣研究员团队合作，在Nano Letters上发表题为Engineered design of a mesoporous silica nanoparticle based nanocarrier for efficient mRNA delivery in vivo的研究论文。研究人员通过体内、体外迭代筛选，设计了适用于体内mRNA递送的、生物可降解的有机无机杂合纳米载体，即：阳离子聚合物包被的介孔二氧化硅。
通过构建纳米载体候选库，研究团队对纳米颗粒的尺寸、孔隙度、表面拓扑结构、长径比、阳离子聚合物的类型和正电荷密度、mRNA自组装流程等因素进行系统筛选，获得了体内高效的mRNA纳米二氧化硅载体。研究人员发现，该载体既可有效突破阻碍mRNA应用的细胞屏障（如：溶酶体），又可在活体水平实现体内高效、持续蛋白表达。值得一提的是，经过优化的mRNA载体在4℃下储存7天仍保持稳定性和活性，且具有一定的组织靶向能力，在胰腺和肠系膜有较高的富集。另外，团队已完成~10克/批次的稳定载体制备，并在小鼠和大鼠体内进行了跨物种的递送效果验证。纳米安全性分析显示，迭代设计的mRNA纳米硅载体安全性良好，生物可降解，无急性毒性和LNP常见的过敏样或促炎免疫反应。
ng28南宫孟幻研究员，中科院杭州医学所刘湘圣研究员为该文章的共同通讯作者。ng28南宫董姝文和冯振汉同学为该论文的共同第一作者。上述研究工作获得了国家重点研发计划纳米前沿重点专项、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目的支持。
原文链接：http://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c04486
图. 高效体内递送mRNA的有机无机杂合纳米硅载体设计
