一项由马克斯·普朗克煤炭研究所、北海道大学和大阪大学联合开展的新研究揭示,脂质纳米颗粒(LNP)的立体化学结构会显著影响mRNA药物的疗效和安全性。这项发表于《美国化学会志》的研究成果为开发更安全高效的疫苗和疗法提供了新方向。
研究人员通过脂质纳米颗粒将mRNA递送至细胞内,这种技术已在新冠疫苗中成功应用。其中关键成分可电离脂质(如ALC-315)能帮助mRNA进入细胞并释放。目前使用的ALC-315实为三种立体异构体的混合物——如同左手与右手的镜像区别,这些分子结构的微小差异会显著影响生物活性。
研究团队首次分离出纯度超过99%的(S,S)、(R,R)及meso型ALC-315异构体。实验显示,(S,S)-型在GFP报告基因递送中展现出与混合物相当的效率,但细胞毒性降低60%以上。北海道大学的Masumi Tsuda教授指出:"这种立体选择性优化将推动疫苗安全性的提升。"
研究团队通过系统性分析发现,不同异构体在细胞摄取、内体逃逸及代谢动力学方面存在显著差异。其中(S,S)型更易与细胞膜形成稳定的融合孔道,同时避免过度激活免疫应答。该发现对癌症个性化疫苗、基因编辑疗法等前沿领域具有重大意义。
目前基于LNP技术的疗法已扩展至遗传病治疗和蛋白质替代疗法等领域。欧洲研究理事会(ERC)项目负责人表示:"这项研究为精准优化药物递送系统提供了分子层面的设计指南。"
本研究获得德国研究基金会(DFG)、欧洲研究理事会(CHAOS/ESO计划)、日本学术振兴会(JSPS)及日本医学研究开发机构(AMED)联合资助。研究团队计划进一步开发立体专一性LNP筛选平台,推动相关技术在CAR-T细胞疗法中的应用。
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