心脏改良mRNA的脂质纳米颗粒递送：心肌内注射后的细胞靶点和生物分布

研究背景

1.1 LNP特性与组成：

本研究中测试的LNP制剂由C12–200离子化脂质、胆固醇、辅助脂质（DOPC或DOPE）和PEG缀合的脂质（DMG-PEG）组成。通过调整这些组分的摩尔百分比，我们制备了三种不同的LNP制剂。结果显示，这些制剂在粒径、电荷、多分散性和modRNA封装效率方面表现出相似性（图1）。

1.2 体外转染效率：

图一、不同成分LNP的表征

1.3 体内转染效率

接下来，我们在体内评估了所有LNP的递送效率。通过心肌内注射荧光素酶-modRNA LNP，并使用生物发光成像和组织裂解物分析来量化modRNA的翻译水平。结果显示，与柠檬酸缓冲液中的modRNA相比，LNP介导的modRNA递送在心脏组织中表现出更高的转染效率（图3）。此外，我们还检查了LNP在注射后24小时内的生物分布，发现LNP主要留在注射部位（左心室壁），而其他器官的LNP再分布水平相对较低（图3d和图S3）。

1.4 心脏细胞表达：

为了确定modRNA-LNP在体内靶向的心脏细胞类型，我们进行了心肌内注射eGFP-modRNA LNP，并在处理后24小时对心脏进行组织学处理。eGFP表达与心外膜细胞标志物WT-1、内皮细胞标志物ERG和成纤维细胞标志物vimentin共定位，表明这些细胞类型是modRNA-LNP的主要靶点（图4）。有趣的是，三种测试的C12–200 LNP制剂显示出相似的心脏细胞靶点和转染分布模式，表明C12–200 LNP组成的变化并未影响其心脏细胞类型转染或器官生物分布。

1.5 DMG-PEG脂质摩尔百分比的影响：

我们还测试了改变DMG-PEG脂质摩尔百分比对心脏modRNA-LNP转染效率的影响。然而，结果显示，不同PEG浓度的LNP制剂在心脏转染效率方面没有显著差异（图5）。然而，含有0.5% PEG-LNP的制剂导致了严重的急性毒性迹象，只有3/7只小鼠在注射后24小时内存活。

结论

参考文献：Labonia, M. C. I., et al. "Cardiac delivery of modified mRNA using lipid nanoparticles: Cellular targets and biodistribution after intramyocardial administration." Journal of Controlled Release 369 (2024): 734-745.