2024年12月05日，上海交通大學(xué)章雪晴團(tuán)隊與新澤西理工學(xué)院許曉陽團(tuán)隊在期刊《ACS Nano》上發(fā)表題為" Prevent and Reverse Metabolic Dysfunction Associated Steatohepatitis and Hepatic Fibrosis via mRNA Mediated Liver-Specific Antibody Therapy "的研究論文。
MASH(代謝功能障礙相關(guān)性脂肪性肝炎)影響全球約5%人口，常伴纖維化且易進(jìn)展為肝硬化，現(xiàn)有藥物療效差、特異性低，而白細(xì)胞介素-11(Interleukin-11)是其關(guān)鍵致病因子。
借助艾特森MPE-L2型微流控制備儀，研究團(tuán)隊成功開發(fā)了一種mIL11-scFv@AA3G納米粒，以N-乙酰半乳糖胺修飾的AA3G LNP靶向遞送編碼IL-11 scFv的mRNA，可在肝臟中持續(xù)表達(dá)抗體(達(dá)9天)，中和IL-11并阻斷其信號通路，在小鼠模型中逆轉(zhuǎn)MASH、緩解纖維化與炎癥，療效優(yōu)于市售LNP及游離抗體，且安全性良好，為MASH治療提供新策略。
作用機(jī)制
mIL11-scFv@AA3G是一款肝臟靶向納米治療體系，其核心為AA3G靶向脂質(zhì)納米粒包裹編碼IL-11單鏈可變片段的mRNA。該體系先通過表面N-乙酰半乳糖胺與肝細(xì)胞去唾液酸糖蛋白受體結(jié)合實現(xiàn)肝臟精準(zhǔn)遞送，進(jìn)入細(xì)胞后從內(nèi)體逃逸并釋放mRNA，mRNA翻譯生成IL-11單鏈可變片段抗體，中和MASH肝組織中過表達(dá)的IL-11，阻斷肝細(xì)胞和肝星狀細(xì)胞下游ERK/JNK信號通路，從而減少肝細(xì)胞脂肪變性、抑制肝星狀細(xì)胞活化，最終逆轉(zhuǎn)MASH及相關(guān)肝纖維化。
圖例1：mIL11-scFv@AA3G納米粒作用機(jī)制圖
? LNP制備過程:
圖例2：LNP制備過程
1. LNP載體的制備與優(yōu)化
研究利用艾特森微流控設(shè)備制備了不同配方的mRNA@AA3G LNP，以GalNAc配體摩爾占比為核心優(yōu)化方向并開展多維度性能表征：理化性質(zhì)上，隨PEG-脂質(zhì)比例升高，LNP粒徑逐漸增大并趨于穩(wěn)定，GalNAc摩爾占比5%時粒徑約96nm，且所有配方zeta電位近中性(約-3mV)、mRNA包封率均達(dá)90%左右；細(xì)胞毒性方面，mRNA濃度在0.5~1.0μg/mL區(qū)間內(nèi)，各LNP配方對原代肝細(xì)胞無明顯毒性，生物安全性良好；細(xì)胞攝取層面，Cy5標(biāo)記實驗顯示GalNAc修飾的AA3G LNP攝取效率顯著高于非靶向AA3 LNP，其中GalNAc摩爾占比3.5%時內(nèi)吞效果佳，證實了該靶向修飾的有效性。
圖例3：LNP載體的制備與優(yōu)化
2. 體內(nèi)遞送效率驗證
研究以熒光素酶mRNA(mLuc)為報告基因，對比不同LNP在健康小鼠與MASH纖維化模型小鼠中的靶向遞送能力：在健康小鼠中，含2.5%GalNAc的AA3G LNP(mLuc@AA3G2.5%)肝臟熒光強(qiáng)度表現(xiàn)優(yōu)；在MASH纖維化模型中，mLuc@AA3G 2.5%的肝臟熒光占比達(dá)84.4%，顯著高于AA3 LNP的65.5%，且其可轉(zhuǎn)染78.2%的肝細(xì)胞，轉(zhuǎn)染效率較非靶向LNP提升1.5倍，對內(nèi)皮細(xì)胞、庫普弗細(xì)胞等肝非實質(zhì)細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率則無明顯差異，體現(xiàn)出突出的肝細(xì)胞特異性靶向優(yōu)勢。
圖例4：體內(nèi)遞送效率驗證
3. 早期MASH的防治效果
高劑量(0.6 mg/kg)mIL11-scFv@AA3G可顯著減少肝細(xì)胞脂滴、降低肝甘油三酯含量；大幅減少膠原沉積，纖維化程度接近正常小鼠；血清ALT、AST水平基本恢復(fù)正常，療效優(yōu)于游離抗體和商用載體。
圖例5：早期MASH的防治效果
4.成熟纖維化MASH的治療效果
該療法可縮小肝臟體積、減少脂滴沉積，肝甘油三酯含量較模型組降約50%；血清肝損傷標(biāo)志物水平接近正常，且療效優(yōu)于非靶向AA3 LNP和靶向MC3G LNP。
圖例6：成熟纖維化MASH的治療效果
5. 纖維化與炎癥的緩解機(jī)制
同時能顯著減少肝內(nèi)膠原、下調(diào)促炎因子表達(dá)、恢復(fù)炎癥細(xì)胞比例，阻斷IL-11下游通路，實現(xiàn)纖維化與炎癥的雙重緩解。
圖例7：纖維化與炎癥的緩解機(jī)制
6. 體內(nèi)安全性評估
在健康小鼠中完成4周重復(fù)給藥安全性評估：各治療組心、肝、脾等主要器官無病理異常，血常規(guī)及肝、腎、心功能相關(guān)生化指標(biāo)均在正常范圍，證實該納米遞送系統(tǒng)具良好體內(nèi)生物安全性。
圖例8：體內(nèi)安全性評估
知識分享：研究亮點(diǎn)
1 創(chuàng)新開發(fā)GalNAc修飾的AA3G LNP遞送系統(tǒng)，實現(xiàn)mIL11-scFv在肝臟的高效靶向遞送，解決傳統(tǒng)抗體肝臟特異性差的問題。
2 mIL11-scFv@AA3G可在肝臟持續(xù)表達(dá)IL-11 scFv(達(dá)9天)，中和IL-11并阻斷其信號通路，同步改善MASH脂肪變性、炎癥與纖維化。
3 該療法在MASH模型中療效優(yōu)于市售LNP及游離抗體，且安全性良好，為MASH治療提供新型策略。
參考文獻(xiàn)：
ACS Nano ( IF 16 ) Pub Date : 2024-12-05 , DOI: 10.1021/acsnano.4c13404.
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