蔡立慧/Robert Langer團(tuán)隊開發(fā)新型LNP，遞送siRNA治療阿爾茨海默病
包括阿爾茨海默?。ˋD）在內(nèi)的多種神經(jīng)退行性疾病，都以神經(jīng)炎癥狀態(tài)為特征。作為常見和致命的神經(jīng)系統(tǒng)疾病之一，阿爾茨海默病已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年的研究和臨床努力，以尋找潛在的治療方法。雖然旨在清除β-淀粉樣蛋白（Aβ）的抗體近期在人類患者中顯示出治療潛力，但阿爾茨海默病的異質(zhì)性與復(fù)雜性表明，需要根據(jù)疾病病理和進(jìn)展情況采取不同的治療方法。
小膠質(zhì)細(xì)胞是大腦中的主要免疫細(xì)胞，其在阿爾茨海默病的發(fā)病或預(yù)防中的潛在作用受到越來越多的關(guān)注。全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）確定的大多數(shù)阿爾茨海默病風(fēng)險基因在小膠質(zhì)細(xì)胞中高表達(dá)，包括轉(zhuǎn)錄因子PU.1，該轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞功能中發(fā)揮著核心作用。
多項研究表明，PU.1表達(dá)水平升高是阿爾茨海默病進(jìn)展的風(fēng)險因素，而PU.1表達(dá)水平降低被認(rèn)為在人類和阿爾茨海默病動物模型中具有保護(hù)作用。
近日，麻省理工學(xué)院蔡立慧、Robert Langer及北卡羅來納大學(xué)Owen Fenton等人在 Advanced Materials 期刊發(fā)表了題為：Nanoparticle-Mediated Delivery of Anti-PU.1 siRNA via Localized Intracisternal Administration Reduces Neuroinflammation 的研究論文。
該研究優(yōu)化改進(jìn)了一種新型脂質(zhì)納米顆?！狹G-LNP，其能夠安全、高效靶向小膠質(zhì)細(xì)胞，使用MG-LNP遞送靶向PU.1的siRNA，減少了患有全身性炎癥的小鼠和阿爾茨海默病樣神經(jīng)炎癥的小鼠模型的神經(jīng)炎癥，表明了PU.1是治療阿爾茨海默病或其他神經(jīng)退行性疾病以及神經(jīng)炎癥疾病的潛在靶點。
RNA療法，包括旨在降解mRNA和/或破壞翻譯以減少目標(biāo)蛋白質(zhì)生產(chǎn)的siRNA，可以提供一種治療途徑來改善阿爾茨海默病相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯變化。然而，由于其大尺寸和電荷，核酸需要遞送載體或替代給藥方法才能穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。此外，由于血腦屏障（BBB）的存在，系統(tǒng)性給藥的藥物往往無法到達(dá)受影響的腦區(qū)。
由可電離脂質(zhì)、膽固醇、磷脂和聚乙二醇化脂質(zhì)組成的四組分脂質(zhì)納米顆粒（LNP）系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于新冠疫苗中，這些四組分LNP系統(tǒng)是治療性核酸遞送載體的臨床金標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)LNP靜脈注射時，血清蛋白冠在血流中吸附到納米顆粒表面，主要通過ApoE受體介導(dǎo)的攝取將它們靶向肝臟。目前已有幾種納米顆粒系統(tǒng)和LNP修飾已被設(shè)計用于改善跨血腦屏障的遞送，局部注射LNP已被證明可以成功地將mRNA遞送至神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞。近期的一些研究顯示，陽離子脂質(zhì)體、混合脂質(zhì)和聚合物納米顆粒，可以局部或鼻內(nèi)給藥，以靶向特定的細(xì)胞類型，例如大腦中的小膠質(zhì)細(xì)胞。此外，LNP表面的透明質(zhì)酸修飾，已被用于輔助siRNA遞送至小鼠腦膠質(zhì)瘤。然而，臨床相關(guān)的四組分LNP系統(tǒng)在將RNA定位到小膠質(zhì)細(xì)胞中的研究仍有待深入。
在這項研究中，研究團(tuán)隊旨在探討LNP遞送RNA在阿爾茨海默病動物模型中緩解PU.1介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥的潛力。
蔡立慧教授表示，LNP可能是一種將siRNA轉(zhuǎn)入小膠質(zhì)細(xì)胞的方法，因為細(xì)胞清除大腦中的廢物，具有很強(qiáng)的吸收脂質(zhì)分子的傾向。她與納米顆粒藥物遞送研究先驅(qū) Robert Langer 教授討論了這一問題，他們決定測試用LNP遞送的siRNA以減少PU.1表達(dá)水平的想法。
首先，研究團(tuán)隊修改了LNP四組分中的可電離脂質(zhì)和磷脂的結(jié)構(gòu)，并調(diào)整了脂質(zhì)與mRNA的比例，構(gòu)建了七種不同的LNP配方，并進(jìn)行了篩選，旨在優(yōu)化向人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）來源的小膠質(zhì)樣細(xì)胞（iMGL）和局部鞘內(nèi)注射后向小鼠腦內(nèi)遞送mRNA的效率。結(jié)果顯示，在七個候選配方中，“MG-LNP”具有極高的遞送效率和安全性（下圖中的配方A）。
然后，研究團(tuán)隊使用表現(xiàn)較佳的配方“MG-LNP”進(jìn)行了遞送靶向PU.1的mRNA的siRNA的測試，結(jié)果顯示，MG-LNP遞送的靶向PU.1的mRNA的siRNA能夠?qū)⑴囵B(yǎng)的小膠質(zhì)細(xì)胞的PU.1表達(dá)降低42%（這一降低水平很好，因為小膠質(zhì)細(xì)胞至少需要一些PU.1才能存活）。而且，MG-LNP遞送的siRNA轉(zhuǎn)染并未對小膠質(zhì)細(xì)胞造成任何傷害，還顯著減少了小膠質(zhì)細(xì)胞中PU.1的表達(dá)增加的其它基因的轉(zhuǎn)錄，可以減少多種炎癥標(biāo)志物。
至后，研究團(tuán)隊評估了MG-LNP在兩種小鼠大腦炎癥模型中遞送siRNA的性能。在一種模型中，小鼠暴露于脂多糖（LPS）以模擬感染并刺激全身炎癥反應(yīng)。在另一種模型中，DK5酶被p25蛋白過度激活，小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的神經(jīng)退行性病變和炎癥。在這兩種小鼠模型中，注射了MG-LNP遞送的靶向PU.1的siRNA，顯著減少了PU.1和炎癥標(biāo)記物的表達(dá)。
這些結(jié)果顯示，MG-LNP遞送靶向PU.1的siRNA，減少了患有全身性炎癥的小鼠和阿爾茨海默病樣神經(jīng)炎癥的小鼠模型的神經(jīng)炎癥，表明了PU.1是治療阿爾茨海默病或其他神經(jīng)退行性疾病以及神經(jīng)炎癥疾病的潛在靶點。
聲明：本文版權(quán)歸原作者所有，轉(zhuǎn)載文章僅為傳播更多信息，如作者信息標(biāo)記有誤，或侵犯您的版權(quán)，請聯(lián)系我們，我們將在及時修改或刪除內(nèi)容，聯(lián)系郵箱：marketing@360worldcare.com
