撰文 | 焦向宇
文献整理 | 罗尧尧
编辑 | 焦向宇 辛锦秀
总编 | 何西
通过将核苷修饰的 mRNA 细胞内递送到免疫细胞进行免疫调节是体内免疫工程的实现方法，可应用于传染病、癌症免疫治疗等。脂质纳米颗粒（LNPs）已成为前景广阔的核酸递送平台，但 LNP 设计标准仍然定义不明确，限制了 LNP 的发展。来自宾夕法尼亚大学的Michael Mitchell团队采用基于分子条形码的高通量体内 LNP 筛选来研究 LNP 组成对免疫嗜性的影响，并在疫苗和全身免疫疗法中的应用。
图片来源：ACS Nano
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01171
实验团队制备了数十种LNP制剂，每个LNP制剂包裹具有不同条形码序列的核酸货物。这些LNP可以组合作为一个混合液注射，使用下一代测序技术（NGS）可以用于定量每个LNP制剂在样品中的相对丰度。团队利用分子条形码和NGS技术筛选了75个LNPs文库，用于递送到血液、脾脏和引流淋巴结中的B细胞、T细胞、DCs和巨噬细胞/单核细胞。
利用分子条形码技术进行高通量筛选，可以在体内评价mRNA LNP制剂的免疫趋向性
图片来源：ACS Nano
https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01171
实验通过微流控混合生产 LNPs，然后根据 mRNA 和 b-DNA 的大小、电荷和封装表征所有 LNP。表征表明，大多数配制的 LNP 直径在 100 到 150 nm之间，大多数制剂表现出有效的 mRNA 包封，平均包埋率超过 75%。在确认合适的理化参数后，将所有 LNPs 合并到单个注射池中。通过 i.m. 或 i.v. 注射将此注射池注射到 n =4 C57BL/6 小鼠中，允许 LNP 分布并进入细胞，然收集外周血、脾脏和腹股沟淋巴结。将所得 NGS 文库合并为文库池，对其进行测序以量化每个样本中的 LNP 摄取。来自 NGS 数据的主要量是标准化细胞内积累，其计算方法是读取分数收集的样品（输出）与读取分数进入给药的 LNP 池（输入）的比率。该数量总结了样品中每个 LNP 的相对细胞内积累。
高通量体内筛选表明免疫细胞跨注射途径影响 mRNA LNP摄取的差异因素
图片来源：ACS Nano
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NGS 数据显示肌内给药的命中率相对较低，大部分相应的积累热图反映了平均标准化积累小于 1。有趣的是，热图的明显命中落在 LNP 文库专门用于辅料成分筛选的部分内，表明 LNP 脂质组分的相对摩尔组成可能在决定肌内给药下 LNP 命运的重要因素，可能是由于 LNP 理化特性的变化。相反，静脉注射显示出相对较高的命中率，但在归一化积累中较少：大部分热图相当不饱和，表明归一化积累的幅度相对较低。
LNP辅料的摩尔组成强烈影响肌内给药后的免疫细胞摄取
图片来源：ACS Nano
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参考文献：
Hamilton, A. G., Swingle, K. L., Thatte, A. S., Mukalel, A. J., Safford, H. C., Billingsley, M. M., El-Mayta, R. D., Han, X., Nachod, B. E., Joseph, R. A., Metzloff, A. E., & Mitchell, M. J. (2024). High-Throughput In Vivo Screening Identifies Differential Influences on mRNA Lipid Nanoparticle Immune Cell Delivery by Administration Route. ACS Nano, 18(25), 16151–16165. https://doi.org/10.1021/acsnano.4c01171
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