视网膜疾病，如糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性和多种遗传性视网膜疾病，是导致视力丧失的主要原因。传统的治疗方法，如抗VEGF药物和基因替代疗法，虽取得了一定成效，但仍存在局限性。近年来，mRNA和saRNA疗法因其能够短暂表达治疗蛋白而备受关注，为视网膜疾病的治疗提供了新的思路。LNP作为当前最先进的mRNA递送系统，已在mRNA疫苗中取得巨大成功。然而，在视网膜疾病治疗中，LNP介导的mRNA和saRNA递送的研究仍处于起步阶段，尤其是关于其疗效和免疫原性的系统研究尚显不足。近日，根特大学Katrien Remaut团队在Journal of Controlled Release发表题为“Efficacy versus immunogenicity of LNP-mediated delivery of mRNA and self-amplifying RNA upon intravitreal injection in the mouse eye”的研究。本研究旨在填补这一空白，通过比较不同离子化脂质配制的LNPs在鼠眼玻璃体内注射后的疗效与免疫原性，为未来的视网膜疾病治疗提供科学依据。

示意图

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实验结果

细胞摄取：在ARPE-19和MIO-M1细胞中，LNPs均显示出高效的细胞摄取能力，几乎100%的细胞能够内化LNPs（图1A, B）。MC3 LNPs在两种细胞系中的摄取量均最高，这可能与其较高的正电荷密度有关。

转染效率：在ARPE-19细胞中，C12-200和S-Ac7-DOg LNPs在mRNA转染方面表现优于MC3，转染效率更高，且每个细胞的eGFP表达量也更高（图1C）。对于saRNA转染，C12-200 LNPs显示出最高的转染效率，但每个细胞的eGFP表达量低于mRNA转染。在MIO-M1细胞中，mRNA LNPs的转染效率普遍高于saRNA LNPs，且C12-200和S-Ac7-DOg LNPs的转染效率也高于MC3。

细胞因子释放：在ARPE-19细胞中，C12-200和MC3 saRNA LNPs显著增加了促炎细胞因子（如IFN-β、IFN-λ1、IFN-λ2/3、IL-6和IP-10）的释放，表明其具有较高的免疫原性（图1E）。相反，S-Ac7-DOg saRNA LNPs和所有mRNA LNPs均未引发明显的细胞因子释放，表明其免疫原性较低。

Figure 1: Cellular uptake, transfection efficiency, and innate immune-stimulating activity of mRNAand saRNA-loaded LNPs in ARPE-19 and MIO-M1 cells.

视网膜eGFP表达：mRNA和saRNA LNPs在视网膜中的表达主要限于视神经头（ONH）区域和少数Müller胶质细胞（图2）。注射后2天，C12-200和S-Ac7-DOg mRNA LNPs在100%的眼中检测到eGFP表达，而MC3 mRNA LNPs在88%的眼中检测到表达（图2A）。saRNA LNPs的表达率较低，C12-200 saRNA LNPs在83%的眼中检测到表达，MC3和S-Ac7-DOg saRNA LNPs的表达率更低。注射后7天，所有mRNA LNPs均保持较高的eGFP表达率，而saRNA LNPs的表达率有所下降。尽管C12-200和S-Ac7-DOg LNPs在表达率上表现较好，但整体eGFP表达量仍然有限，每个视网膜切片的平均转染Müller胶质细胞数少于20个（图2B-D）。

Figure 2: Retinal eGFP expression 2 days after intravitreal injection of mRNA and saRNA LNPs in mice.

玻璃体腔内白细胞浸润：注射后2天，C12-200 mRNA LNPs引发了最强的免疫反应，玻璃体腔内白细胞浸润显著增加（平均906 ± 457个细胞），而MC3和S-Ac7-DOg mRNA LNPs引发的白细胞浸润较少（图3A）。saRNA LNPs中，C12-200也引发了较强的白细胞浸润（平均503 ± 77个细胞）。注射后7天，所有LNP配方的白细胞浸润均有所减少，表明免疫反应具有暂时性（图3A）。

视网膜内炎症反应：与玻璃体腔内白细胞浸润不同，视网膜内CD45阳性细胞的数量在所有治疗组中均未显著增加（图4A, B）。然而，C12-200 LNPs（无论是mRNA还是saRNA）均引发了微胶质反应性增强和小胶质/单核细胞浸润（图5A, B）。此外，C12-200 LNPs还增加了Müller胶质和星形胶质细胞的GFAP表达，表明其具有激活胶质细胞的能力（图6A, B）。

Figure 3: Leukocyte response in the vitreous associated with the intravitreal delivery of mRNA and saRNA LNPs in mice. 

Figure 4: Leukocyte responses in the retina associated with the intravitreal delivery of mRNA and saRNA LNPs in mice.

Figure 5: Microglia reactivity and influx of monocyte-derived macrophages in the retina associated with the intravitreal delivery of mRNA and saRNA LNPs in mice.

Figure 6: Müller glia and astrocyte reactivity in the retina associated with the intravitreal delivery of mRNA and saRNA LNPs in mice

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结论

本研究表明，尽管LNP介导的mRNA和saRNA在鼠眼玻璃体内注射后表现出有限的蛋白表达，但LNP的组成在触发局部免疫反应中起关键作用。C12-200是最具免疫原性的离子化脂质，而S-Ac7-DOg则表现出最低免疫原性。未来的研究应致力于优化LNP配方、开发新型递送策略，并探索多模态RNA cargo的应用，以解锁LNP在视网膜疾病治疗中的全部潜力。