紐約西奈山醫(yī)學院的研究人員近日宣布，他們已成功開發(fā)出一種脂質(zhì)納米粒子系統(tǒng)，能夠通過靜脈注射將信使RNA（mRNA）送入大腦，這一技術(shù)突破了長期以來因血腦屏障的保護性作用而導(dǎo)致的傳遞難題。

該研究《Blood–brain-barrier-crossing lipid nanoparticles for mRNA delivery to the central nervous system》發(fā)表于《Nature Materials》的在線版。研究人員通過小鼠模型和分離的人腦組織實驗，展示了該技術(shù)在阿爾茨海默病、肌萎縮側(cè)索硬化癥、腦癌和藥物成癮等多種疾病治療中的潛力。

此前，西奈山醫(yī)學院的研究已經(jīng)提出了一種能夠?qū)⒋蠓肿由镂镔|(zhì)（如蛋白質(zhì)和寡核苷酸）傳遞至中樞神經(jīng)系統(tǒng)的平臺，而此次的研究則專注于采用特別設(shè)計的脂質(zhì)納米粒子，將mRNA跨越血腦屏障。

研究表明，將mRNA送入大腦可以促使腦細胞合成治療性蛋白質(zhì)，從而幫助治療或預(yù)防疾病，通過替代缺失的蛋白質(zhì)、減少有害蛋白質(zhì)或激活體內(nèi)防御機制。

“我們的研究表明，這些突破血腦屏障的脂質(zhì)納米粒子（BLNPs）能夠安全、有效地將mRNA遞送到大腦?！?西奈山醫(yī)學院免疫學和免疫治療學教授、Icahn基因組學研究所和Marc與Jennifer Lipschultz精準免疫學研究所成員之一、論文共同通訊作者董毅舟博士（Yizhou Dong, PhD）表示，“這一發(fā)現(xiàn)為利用mRNA治療多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病和精神疾病開辟了新的可能?！?/p>

血腦屏障穿越脂質(zhì)納米顆粒（BLNP）通過全身給藥有效、安全地將mRNA遞送到大腦。[由BioRender.com在西奈山伊坎醫(yī)學院的Yizhou Dong博士實驗室創(chuàng)建。]

研究團隊設(shè)計并測試了一系列脂質(zhì)，以優(yōu)化其跨越血腦屏障的能力。通過結(jié)構(gòu)和功能分析，他們最終篩選出了一種稱為MK16 BLNP的配方，這一配方的mRNA傳遞效率明顯高于現(xiàn)有的FDA批準的脂質(zhì)納米粒子系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用了血腦屏障中的自然轉(zhuǎn)運機制，包括洞泡和γ-分泌酶介導(dǎo)的跨胞吞作用，成功將納米粒子送入大腦。

在小鼠疾病模型的實驗中，BLNP平臺成功將治療性mRNA傳遞至大腦，顯示出其臨床應(yīng)用的潛力。

研究人員表示：“將mRNA分子系統(tǒng)性地送入中樞神經(jīng)系統(tǒng)是一個挑戰(zhàn)，因為它們必須突破血腦屏障才能到達大腦。在這項研究中，我們設(shè)計并合成了72種能夠突破血腦屏障的脂質(zhì)，通過與跨血腦屏障模塊和氨基脂質(zhì)的結(jié)合，組裝成脂質(zhì)納米粒子系統(tǒng)，用于mRNA遞送。”

他們還指出：“經(jīng)過篩選和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終的配方在mRNA傳遞效率方面明顯優(yōu)于FDA批準的脂質(zhì)納米粒子系統(tǒng)。不同的小鼠模型實驗顯示，這些突破血腦屏障的脂質(zhì)納米粒子能夠在靜脈注射后成功轉(zhuǎn)染大腦中的神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細胞，并且在多個劑量方案下均表現(xiàn)出良好的耐受性。更重要的是，這些納米粒子還能夠?qū)RNA遞送到人類大腦的離體樣本?！?/p>

“總的來說，這些突破血腦屏障的脂質(zhì)納米粒子能夠?qū)RNA遞送到廣泛的腦區(qū)，顯示出治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的前景?！?/p>

董毅舟博士補充道：“我們的脂質(zhì)納米粒子系統(tǒng)代表了開發(fā)mRNA治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的重要一步。研究為這一方法提供了概念驗證，證明其可行，并且可以應(yīng)用于基因療法或mRNA療法在多種疾病中的治療。”

研究人員還指出，未來還需要進行更多的研究來評估長期的安全性和有效性，包括按照FDA指南進行的毒理學研究。接下來的研究將專注于進一步完善這一技術(shù)，以便轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。

編輯：王洪

排版：李麗