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中新网西安5月9日电 (记者 阿琳娜)记者9日从西安电子科技大学获悉,该校生命科学技术学院邓宏章教授团队以创新性非离子递送系统,成功破解“毒性-效率”死锁,为基因治疗装上“安全导航”。
据介绍,在生物医药技术迅猛发展的今天,mRNA疗法以其巨大的潜力和迅猛的发展速度成为医学领域的焦点,mRNA技术正逐步重塑现代医疗的版图。然而,这一领域的核心挑战——如何安全高效地递送mRNA至靶细胞始终是制约其临床转化的关键瓶颈。传统脂质纳米颗粒(LNP)依赖阳离子载体的递送系统虽广泛应用,却伴随毒性高、稳定性差等难题,亟需一场技术革命。
mRNA作为携带负电荷的亲水性大分子,需借助载体穿越细胞膜的静电屏障并抵御RNA酶的快速降解。传统LNP依赖阳离子脂质与mRNA的静电结合,虽能实现封装,却因电荷相互作用引发炎症反应和细胞毒性,且存在靶向性差、体内表达周期短等缺陷。邓宏章团队另辟蹊径,通过人工智能筛选出硫脲基团作为关键功能单元,构建基于氢键作用的非离子递送系统(TNP)。
与传统LNP不同,TNP通过硫脲基团与mRNA形成强氢键网络,实现无电荷依赖的高效负载。实验表明,TNP不仅制备工艺简便,更具备多项突破性优势:mRNA体内表达周期延长至LNP的7倍;脾脏靶向效率显著提升;生物安全性达到极高水平,细胞存活率接近100%。尤为值得一提的是,TNP在4℃液态或冻干状态下储存30天后,mRNA完整性仍保持95%以上,为破解mRNA冷链运输依赖提供了全新方案。
为揭示TNP高效递送的底层逻辑,团队通过超微结构解析和基因表达谱分析,绘制出其独特的胞内转运路径。首先,TNP通过微胞饮作用持续内化,巧妙规避Rab11介导的回收通路,胞内截留率高达89.7%(LNP仅为27.5%)。进入细胞后,硫脲基团与内体膜脂质发生相互作用,引发膜透化效应,使载体携完整mRNA直接释放至胞质,避开溶酶体降解陷阱。
这一“智能逃逸”机制不仅大幅提升递送效率,更显著降低载体用量。邓宏章对此形象地比喻,“传统LNP像‘硬闯城门’的士兵,难免伤及无辜;而TNP则是‘和平访问’的来客,以最小代价达成使命。”目前,团队已基于该技术开发出多款靶向递送系统,并在肿瘤免疫治疗、罕见病基因编辑等领域进入动物实验阶段。
据悉,随着非离子递送技术的临床转化加速,基因治疗的成本有望进一步降低,也为罕见病、慢性病等患者提供了更可及的治疗方案。(完) 【编辑:李岩】
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