迈安纳

	“造血干细胞（HSCs）是血液系统中的多功能干细胞，负责产生所有类型的血细胞。它们在多种血液疾病和免疫疾病治疗中具有重要应用，包括遗传性血液疾病、某些类型的癌症以及免疫系统疾病。因此，开发一种能够精确递送治疗性mRNA到HSCs的方法对于基因治疗领域具有重大意义。在基因治疗领域，精确的mRNA递送技术是实现基因疗法的关键。”


		01 摘要

	最近，佐治亚理工学院库尔特生物医学工程系的James E. Dahlman教授领导的研究团队在《Nature Biotechnology》杂志上发表了一篇具有里程碑意义的论文，介绍了一种新型脂质纳米颗粒（LNP）——LNP67，它能够在无需骨髓动员或化疗调理的情况下，将mRNA有效递送到小鼠和恒河猴体内的造血干细胞（HSC）和造血干/祖细胞（HSPC）。


		02 材料与方法

	LNP⁶⁷的开发是基于对105种不同LNP的高通量筛选，这些LNP在小鼠模型中进行了测试，以评估它们对骨髓的趋向性。筛选结果显示，LNP⁶⁷在骨髓与肝脏的递送比例上表现最佳，表明其对骨髓细胞具有高度的选择性。如图1所示，LNP⁶⁷在骨髓中的递送效率远高于肝脏，这一特性使其成为HSC基因治疗的理想候选者。

	带有条形码的LNPs在体内将mRNA递送至转录定义的HSCs


		03 结果


	3.1 LNP⁶⁷的物理特性和稳定性

	LNP⁶⁷的物理特性如图2所示，其形成了直径约为80纳米的球形颗粒，具有-2.6 mV的zeta电位和6.4的pKa值。通过冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）分析，研究团队发现LNP67具有固体核心，与肝脏靶向的LNP（LP01）相比，具有相似的平均圆形度和直径。这些数据不支持明显的生物物理变化影响LNP⁶⁷的趋向性。

	LNP⁶⁷ 将mRNA 递送至小鼠骨髓细胞


	3.2 LNP⁶⁷在体内将mRNA递送至转录定义的HSCs

	在体内递送mRNA至特定的细胞类型一直是一个挑战，因为需要克服多种生物学障碍，包括血液循环、细胞膜的穿透以及细胞内mRNA的释放。如图3所示，LNP⁶⁷纳米颗粒的选择性使得它能够在不损害其他细胞的情况下，将mRNA直接递送到HSCs。

	LNP⁶⁷在体内向转录定义的HSCs递送mRNA


	3.3 LNP⁶⁷的体内递送效率

	研究团队进一步评估了LNP⁶⁷在恒河猴体内的递送效率。如图4所示，LNP⁶⁷能够在0.25和0.4 mg/kg的剂量下，将mRNA递送到恒河猴的CD34+细胞，显示出与肝脏递送相当的效果。此外，LNP⁶⁷在冷冻-解冻周期后仍能保持其物理稳定性和递送效率，这对于临床应用中的物流和存储具有重要意义。

	LNP⁶⁷ 将mRNA 递送至恒河猴的CD34+ 细胞


	3.4 LNP⁶⁷的安全性和耐受性

	在恒河猴中进行的研究表明，LNP⁶⁷在研究剂量下具有良好的耐受性，未观察到显著的不良反应。如图4h所示，与对照组相比，LNP⁶⁷处理的动物在血清细胞因子水平上没有显著差异，这为LNP⁶⁷的临床应用提供了安全性数据支持。


	3.5 LNP⁶⁷的临床潜力和未来方向

	LNP⁶⁷的成功研发为基因治疗提供了一种新的工具，尤其是在治疗镰状细胞病、β-地中海贫血、贫血、免疫缺陷和代谢紊乱等与HSC功能障碍相关的疾病方面具有巨大潜力。如图5所示，LNP⁶⁷在体外对人类原代HSC的递送效率也显示出剂量依赖性，这进一步证实了其临床应用的潜力。

	LNP⁶⁷在体外向人HSCs递送mRNA


	04 总结

	在小鼠模型中，LNP⁶⁷显示出对骨髓的高度选择性。如图2a所示，LNP⁶⁷在骨髓细胞中的递送效率远高于肝脏细胞。研究还发现，LNP⁶⁷的物理特性，如图2c-e所示，其球形颗粒的流体动力学直径为80纳米，zeta电位为-2.6 mV，pKa值为6.4，这些特性对于其在体内的稳定性和递送效率至关重要。在恒河猴模型中，LNP⁶⁷的递送效率和安全性得到了进一步验证。如图4d,e所示，LNP⁶⁷在0.25和0.4 mg/kg剂量下，能够剂量依赖性地递送到CD34+细胞和肝脏细胞。此外，通过荧光成像技术，研究团队观察到LNP67在CD34+细胞和肝脏细胞中成功递送了编码纳米荧光素酶（aNLuc）的mRNA。在人类原代HSC的体外实验中，LNP⁶⁷同样显示出剂量依赖性的递送效率。LNP⁶⁷处理的HSC在不同剂量下显示出显著的aVHH蛋白表达，这表明LNP⁶⁷能够有效地将mRNA递送到人类HSC中。

	参考文献：Kim H ,Zenhausern R ,Gentry K , et al.Lipid nanoparticle-mediated mRNA delivery to CD34+ cells in rhesus monkeys[J].Nature Biotechnology,2024,(prepublish):1-8.

01摘要

02 材料与方法

03 结果

04总结

01
摘要

02
材料与方法

03
结果

04
总结