01
材料与方法

1. LNP制备：使用标准的LNP制备技术，包括可离子化脂质、辅助脂质、胆固醇和PEG化脂质的混合。在此基础上，引入载脂蛋白进行融合。

2. 载脂蛋白融合：通过基因工程技术，将载脂蛋白与靶向抗体进行融合表达，随后将其整合到LNP的表面。

3. 表征与测试：采用多种物理和化学方法，如粒径分析、Zeta电位测定、凝胶电泳和细胞毒性试验，对制备的LNPs进行表征。通过流式细胞术和荧光显微镜观察LNPs在细胞内的递送情况。

4. 动物实验：在小鼠模型中，评估LNPs的体内递送效率和生物安全性。通过监测血清中抗体水平和组织分布，评估LNPs的靶向性和生物利用度。

02
结果

我们成功构建了编码抗体N端信号序列、重链和载脂蛋白的融合质粒，以及编码抗体轻链和N端信号序列的质粒。通过共表达这些质粒，我们获得了与载脂蛋白融合的工程抗体（GrAb）。随后，我们将GrAb与LNPs在37°C下孵育30分钟，通过载脂蛋白的强结合力，实现了GrAb在LNP表面的自发功能化。

动态光散射（DLS）结果表明，GrAb-LNPs的Z均粒径和ζ电位与裸LNPs相比无明显变化，表明抗体功能化过程未对LNP的粒径和表面电荷产生显著影响。此外，通过RiboGreen荧光测定法评估了mRNA的封装效率，结果显示GrAb-LNPs的mRNA封装效率与裸LNPs相当，证明了抗体功能化过程不影响LNP的mRNA封装能力。细胞结果表明，GrAb-LNPs能显著增强靶细胞的摄取。

图一、Grab LNP平台的构建和表征

图二、Grab LNP平台的体外靶向能力表征

为了评估GrAb-LNPs的靶向递送效率，我们使用了HER2阳性的SK-OV-3肿瘤小鼠模型。将含有荧光素酶（Fluc）mRNA的DiD标记的LNPs通过静脉注射给予小鼠，并在不同时间点进行近红外荧光（NIRF）成像。结果显示，与裸LNPs相比，HerLNP（即含有针对HER2的GrAb的LNPs）在肿瘤部位的荧光信号显著增强，且随时间延长而逐渐增强。这表明HerLNP能够高效地将mRNA递送到肿瘤部位。

图三、Grab LNP平台的体内靶向能力表征

为了评估GrAb-LNPs的抗肿瘤效果，我们将含有p53肿瘤抑制基因mRNA的HerLNP通过静脉注射给予HER2阳性的肿瘤小鼠。结果显示，与裸LNPs或对照组相比，HerLNP治疗组的小鼠肿瘤体积显著减小，甚至完全消退。这表明HerLNP能够高效地将p53 mRNA递送到肿瘤细胞内，并上调肿瘤抑制基因的表达，从而抑制肿瘤生长。

图四、HER-2靶向的p53 mRNA/LNP的体内抑瘤效果评价

为了评估GrAb-LNPs的生物相容性和安全性，我们进行了组织学分析。结果显示，与接受裸LNPs（缺乏抗体修饰）的小鼠相比，接受HerLNP治疗的小鼠的主要器官（包括肺、脾、肾和心脏）均未出现结构损伤或毒性。这表明GrAb-LNPs具有良好的生物相容性和安全性。

图五、GrAb-LNP的体内安全性评价

03
讨论

本研究成功实现了载脂蛋白融合的自发抗体功能化LNPs，并证明了其在提高递送效率和生物安全性方面的显著优势。载脂蛋白的融合不仅增强了LNPs的靶向性，还通过其天然脂质结合能力提高了LNPs的稳定性和生物相容性。这一策略为mRNA疫苗和疗法的递送系统提供了新的解决方案，具有广阔的应用前景。

然而，本研究仍存在一些局限性。例如，载脂蛋白融合的具体机制仍需进一步探究，以优化LNPs的制备和递送过程。此外，虽然本研究在小鼠模型中取得了良好结果，但仍需在更多动物种类和人体中进行验证，以确保其安全性和有效性。