“本文探索了一種新型策略，通過載脂蛋白（Apolipoprotein）融合實現(xiàn)mRNA脂質納米顆粒（LNPs）的自發(fā)抗體功能化。我們的研究證明，這種方法能顯著提高LNPs的靶向遞送效率和生物利用度，同時保持其穩(wěn)定性和生物相容性。這種創(chuàng)新的LNP功能化策略在癌癥治療和其他需要精準遞送的醫(yī)療應用中具有巨大的潛力。"
材料與方法
LNP制備：使用標準的LNP制備技術，包括可離子化脂質、輔助脂質、膽固醇和PEG化脂質的混合。在此基礎上，引入載脂蛋白進行融合。
載脂蛋白融合：通過基因工程技術，將載脂蛋白與靶向抗體進行融合表達，隨后將其整合到LNP的表面。
表征與測試：采用多種物理和化學方法，如粒徑分析、Zeta電位測定、凝膠電泳和細胞毒性試驗，對制備的LNPs進行表征。通過流式細胞術和熒光顯微鏡觀察LNPs在細胞內的遞送情況。
動物實驗：在小鼠模型中，評估LNPs的體內遞送效率和生物安全性。通過監(jiān)測血清中抗體水平和組織分布，評估LNPs的靶向性和生物利用度。
結果
2.1 抗體功能化LNPs的制備與表征：
我們成功構建了編碼抗體N端信號序列、重鏈和載脂蛋白的融合質粒，以及編碼抗體輕鏈和N端信號序列的質粒。通過共表達這些質粒，我們獲得了與載脂蛋白融合的工程抗體（GrAb）。隨后，我們將GrAb與LNPs在37°C下孵育30分鐘，通過載脂蛋白的強結合力，實現(xiàn)了GrAb在LNP表面的自發(fā)功能化。動態(tài)光散射（DLS）結果表明，GrAb-LNPs的Z均粒徑和ζ電位與裸LNPs相比無明顯變化，表明抗體功能化過程未對LNP的粒徑和表面電荷產生顯著影響。此外，通過RiboGreen熒光測定法評估了mRNA的封裝效率，結果顯示GrAb-LNPs的mRNA封裝效率與裸LNPs相當，證明了抗體功能化過程不影響LNP的mRNA封裝能力。細胞結果表明，GrAb-LNPs能顯著增強靶細胞的攝取。
圖一、Grab LNP平臺的構建和表征
圖二、Grab LNP平臺的體外靶向能力表征
2.2 GrAb-LNPs的靶向遞送效率：
為了評估GrAb-LNPs的靶向遞送效率，我們使用了HER2陽性的SK-OV-3腫瘤小鼠模型。將含有熒光素酶（Fluc）mRNA的DiD標記的LNPs通過靜脈注射給予小鼠，并在不同時間點進行近紅外熒光（NIRF）成像。結果顯示，與裸LNPs相比，HerLNP（即含有針對HER2的GrAb的LNPs）在腫瘤部位的熒光信號顯著增強，且隨時間延長而逐漸增強。這表明HerLNP能夠高效地將mRNA遞送到腫瘤部位。
2.3 GrAb-LNPs的抗腫瘤效果：
為了評估GrAb-LNPs的抗腫瘤效果，我們將含有p53腫瘤抑制基因mRNA的HerLNP通過靜脈注射給予HER2陽性的腫瘤小鼠。結果顯示，與裸LNPs或對照組相比，HerLNP治療組的小鼠腫瘤體積顯著減小，甚至明顯消退。這表明HerLNP能夠高效地將p53 mRNA遞送到腫瘤細胞內，并上調腫瘤抑制基因的表達，從而抑制腫瘤生長。
圖四、HER-2靶向的p53 mRNA/LNP的體內抑瘤效果評價
2.4 GrAb-LNPs的生物相容性和安全性：
為了評估GrAb-LNPs的生物相容性和安全性，我們進行了組織學分析。結果顯示，與接受裸LNPs（缺乏抗體修飾）的小鼠相比，接受HerLNP治療的小鼠的主要器官（包括肺、脾、腎和心臟）均未出現(xiàn)結構損傷或毒性。這表明GrAb-LNPs具有良好的生物相容性和安全性。
討論
本研究成功實現(xiàn)了載脂蛋白融合的自發(fā)抗體功能化LNPs，并證明了其在提高遞送效率和生物安全性方面的顯著優(yōu)勢。載脂蛋白的融合不僅增強了LNPs的靶向性，還通過其天然脂質結合能力提高了LNPs的穩(wěn)定性和生物相容性。這一策略為mRNA疫苗和療法的遞送系統(tǒng)提供了新的解決方案，具有廣闊的應用前景。然而，本研究仍存在一些局限性。例如，載脂蛋白融合的具體機制仍需進一步探究，以優(yōu)化LNPs的制備和遞送過程。此外，雖然本研究在小鼠模型中取得了良好結果，但仍需在更多動物種類和人體中進行驗證，以確保其安全性和有效性。
參考文獻：Park W, Choi J, Hwang J, et al. Apolipoprotein Fusion Enables Spontaneous Functionalization of mRNA Lipid Nanoparticles with Antibody for Targeted Cancer Therapy[J]. ACS nano, 2025.
