傳統的脂質納米顆粒(LNP),在全身給藥后,大多富集在肝臟。這種固有的“肝臟趨向性”,限制了LNP在肝外疾病治療中的應用。此前,科學家已嘗試靶向配體修飾、高通量脂質庫篩選等多種策略,但對于如何理性、可預測地設計能夠特異性靶向特定器官的遞送載體尚不明晰。
近期,中國科學院動物研究所等研究團隊,將生物學中結構多變的多肽,與脂質納米技術中的可電離脂質,這兩類生物材料融合,創造出一種全新的肽基可離子化脂質(PIL)材料,開發出名為PILOT的器官靶向mRNA遞送平臺。PILOT平臺可在無需配體修飾和額外脂質加入的情況下,實現多器官特異性mRNA遞送,且其PIL靶向修飾策略具有通用性和可預測性,即賴氨酸/精氨酸修飾,可實現mRNA的肺靶向遞送;半胱氨酸/組氨酸/酪氨酸/苯丙氨酸修飾,可實現mRNA的肝靶向遞送;谷氨酸/天冬氨酸/脯氨酸/色氨酸修飾,及Nα-乙酰化賴氨酸/精氨酸修飾,可實現mRNA的脾臟特異性遞送;賴氨酸-酪氨酸二肽的加入,可顯著提升mRNA的胸腺靶向遞送;阿侖膦酸的加入,可顯著提升mRNA的骨骼靶向遞送。
進一步,研究團隊基于肝靶向與肺靶向PILOT LNP,挑戰了在遞送上難度較大的先導編輯技術,通過“all-in-one”方式,共同遞送PEmax mRNA和工程化向導RNA(epegRNA),實現了在肝臟中13.3%的先導編輯編輯效率,和在肺部7.4%的先導編輯效率。該研究首次通過全身系統性給藥,在肺部實現高效先導編輯,為治療肺遺傳病奠定了技術基礎。
研究開發的PILOT靶向遞送平臺,提供了一套可預測、模塊化的“設計規則”,減少了開發器官靶向療法的盲目性和時間成本。這項技術有望應用于針對肺部疾病、脾臟疾病、免疫系統疾病及骨相關疾病的精準基因藥物開發,并推動mRNA技術應用到治療更多重大難治性疾病。
相關研究成果發表在《自然-材料》(Nature Materials)上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部、北京市等的支持。
論文鏈接
?PILOT技術介導多器官特異性的mRNA遞送
本文鏈接:科研人員開發新型“肽基脂質”平臺?實現mRNA精準器官靶向遞送和先導編輯http://www.sq15.cn/show-12-1724-0.html
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