新型可電離脂質，提高LNP對mRNA的遞送效率

脂質納米顆粒 （LNP） 的出現(xiàn)解決了RNA遞送的難題。LNP通常由四種成分組成——可電離脂質、磷脂、膽固醇和聚乙二醇化脂質，其中可電離脂質在保護RNA和促進胞質轉運方面發(fā)揮著重要作用。 可電離脂質在酸性pH值下帶正電荷，可將RNA聚集到LNP中，在生理pH值下呈中性將毒性降至低。細胞攝取后，LNP在酸性內體中質子化，并與陰離子內體磷脂相互作用形成與雙層不相容的錐形離子對，這些陽離子-陰離子脂質有助于膜融合-破壞、內體逃逸和貨物釋放。 帶有分支尾部的可電離脂質已被用于基于脂質納米顆粒 （LNP） 的mRNA療法或疫苗中，例如mRNA新冠疫苗。然而，由于分支尾部成分的商業(yè)供應有限，迄今為止，一直缺乏對分支尾部如何影響LNP質量的系統(tǒng)分析。

研究團隊表示，α-分支尾脂質是重點，因為它們可以從簡單的商業(yè)可用化學物合成，并且每條支鏈的長度可以獨立控制。 此外，對稱性和總碳數(shù)可以用來描述α-分支尾，有助于設計一個系統(tǒng)的脂質庫來闡明“結構-性質-功能”關系。 

在這項研究中，研究團隊建立了包含32種不同類型α-分支尾的脂質庫，用于證明支鏈增加LNP在酸性環(huán)境中的微粘度和頭部基團的電離能力，進而提高mRNA-LNP的穩(wěn)定性和體內有效性。

之前的研究表明，帶有分支尾的可電離脂質可以提高LNP遞送mRNA的效率。然而，有兩個主要問題阻礙了對支化型可電離脂的影響進行系統(tǒng)分析。首先，分支尾具有非常大的化學多樣性；其次，市場上可獲得的分支尾可電離脂質數(shù)量有限。 

為了克服這些障礙，研究團隊構建了包含32種不同類型α-分支尾的脂質庫，并將該庫限定為分支脂類的一個特定子集，該分支脂類可以用兩個參數(shù)描述：對稱性和總碳數(shù)。 

然后，研究團隊測試了這個脂質庫中的32種脂質對mRNA-LNP穩(wěn)定性的影響。結果顯示，CL4F 8-6實現(xiàn)了穩(wěn)定的mRNA儲存和有效的mRNA遞送。8表示其烷基主鏈長度為8個碳原子，6表表示其烷基側鏈長度為6個碳原子。 

然后，研究團隊使用這種CL4F 8-6 LNP進行體內基因編輯，攜帶Cas9 mRNA和sgRNA的CL4F 8-6 LNP的單次劑量為2.5mg/kg時，可實現(xiàn)54%的基因組編輯和77%的蛋白質表達降低。

該研究表明，具有高度對稱性的支化型可電離脂質有助于LNP的高效細胞內遞送和穩(wěn)定性。這一基于支化型脂質的研究數(shù)據(jù)有望為未來合理的脂質設計和有效的基因治療提供見解。