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，這一技術突破了長期以來因血腦屏障的保護性作用而導致的傳遞難題。

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，展示了該技術在阿爾茨海默病、肌萎縮側索硬化癥、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)學院的研究已經提出了一種能夠將大分子生物物質（如蛋白質和寡核苷酸）傳遞至中樞神經系統(tǒng)的平臺，而此次的研究則專注于采用特別設計的脂質納米粒子，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，從而幫助治療或預防疾病，通過替代缺失的蛋白質、減少有害蛋白質或激活體內防御機制。

“我們的研究表明，這些突破血腦屏障的脂質納米粒子（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。]

研究團隊設計并測試了一系列脂質，以優(yōu)化其跨越血腦屏障的能力。通過結構和功能分析，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批準的脂質納米粒子系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用了血腦屏障中的自然轉運機制，包括洞泡和γ-分泌酶介導的跨胞吞作用，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，我們設計并合成了72種能夠突破血腦屏障的脂質，通過與跨血腦屏障模塊和氨基脂質的結合，組裝成脂質納米粒子系統(tǒng)，用于mRNA遞送?！?/p>

他們還指出：“經過篩選和結構優(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納米粒子能夠在靜脈注射后成功轉染大腦中的神經元和星形膠質細胞，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將mRNA遞送到人類大腦的離體樣本。”

“總的來說，這些突破血腦屏障的脂質納米粒子能夠將mRNA遞送到廣泛的腦區(qū)，顯示出治療中樞神經系統(tǒng)疾病的前景。”

董毅舟博士補充道：“我們的脂質納米粒子系統(tǒng)代表了開發(fā)mRNA治療中樞神經系統(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，以便轉化為臨床應用。

編輯：王洪

排版：李麗