研究人员在改善囊性纤维化治疗方面迈出了关键一步
俄勒冈州立大学和俄勒冈健康与科学大学的研究人员在改善和延长囊性纤维化患者生命方面迈出了关键一步，这些患者患有慢性气道堵塞，预期寿命大幅缩短。
由科学家和临床医生组成的团队设计了可吸入剂脂质纳米粒子能够有效地将信使RNA传递到肺部，促使肺细胞制造出能抵抗疾病的蛋白质
研究结果发表于ACS Nano．
这项研究是由博士后学者Jeonghwan Kim和俄勒冈州立大学药学院的药学副教授Gaurav Sahay领导的，他研究脂质纳米颗粒(LNPs)作为一种基因传递载体囊性纤维化．脂类是脂肪酸类似的有机化合物，包括许多天然油和蜡，以及纳米颗粒，都是微小的物质，大小从一米的十亿分之一到1000亿分之一米不等。
囊性纤维化是一种进行性遗传疾病，会导致持续的肺部感染，在美国影响了3万人，每年约有1000例新病例被发现。超过四分之三的患者在2岁前被确诊，尽管在缓解并发症方面取得了稳步进展，但平均预期寿命仍然只有40岁。
囊性纤维化跨膜传导调节基因(cftr)的缺陷导致了这种疾病，其特征是肺脱水和阻塞气道的粘液积聚。
2018年，Sahay和俄勒冈州立大学和俄勒冈健康与科学大学的其他科学家和临床医生演示了一种新疗法的概念验证:将化学修饰的CFTR信使RNA加载到LNPs中，打开了治疗的大门分子医学在家里也能吸入。
装载着mrna的纳米颗粒能使细胞正确地制造出调节氯化物和所需的蛋白质水路运输这对健康的呼吸功能至关重要。
在目前的小鼠模型研究中，Sahay和合作者，包括治疗囊性纤维化患者的OHSU医生Kelvin MacDonald，设计并制造了纳米颗粒特殊功能这使得它们能够更有效地将分子载荷运送到肺细胞。
“脂质纳米颗粒已经成功地在疫苗中传递mRNA，但基于吸入的mRNA治疗仍然是一个挑战，”Sahay说。“LNPs倾向于从剪切应力在雾化过程中，这导致无效的输送。”
他解释说，LNPs需要足够坚韧，能够忍受雾化，并能穿透粘性粘液，但一旦进入细胞，就必须足够灵活地执行关键动作——它们必须从称为核内体的隔室逃到细胞质中，在细胞质中，传递的基因可以执行预期的功能。
Sahay在2020年与人合著了一篇论文，表明含有植物甾醇(植物基分子，化学性质类似于胆固醇)的LNPs在进行内体逃逸方面要高出数十到数百倍;植物甾醇改变了纳米颗粒的形状，从球形变为多面体，使它们移动得更快。
在最新的研究中，研究人员使用胆固醇模拟物-谷甾醇与PEG (聚乙二醇)脂质，以解决耐久性和可操作性的挑战。
Sahay说:“LNPs中PEG浓度的增加可以获得更好的抗剪切性和粘液穿透性，β-谷甾醇形成多面体形状，有助于从核内体中逃逸。”“吸入LNPs导致小鼠肺内的局部蛋白质生成而无毒性，无论是在肺部还是全身，反复给药导致肺部持续产生蛋白质。”
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