纽约西奈山医学院的研究人员近日宣布，他们已成功开发出一种脂质纳米粒子系统，能够通过静脉注射将信使RNA（mRNA）送入大脑，这一技术突破了长期以来因血脑屏障的保护性作用而导致的传递难题。
该研究《Blood–brain-barrier-crossing lipid nanoparticles for mRNA delivery to the central nervous system》发表于《Nature Materials》的在线版。研究人员通过小鼠模型和分离的人脑组织实验，展示了该技术在阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化症、脑癌和药物成瘾等多种疾病治疗中的潜力。
此前，西奈山医学院的研究已经提出了一种能够将大分子生物物质（如蛋白质和寡核苷酸）传递至中枢神经系统的平台，而此次的研究则专注于采用特别设计的脂质纳米粒子，将mRNA跨越血脑屏障。
研究表明，将mRNA送入大脑可以促使脑细胞合成治疗性蛋白质，从而帮助治疗或预防疾病，通过替代缺失的蛋白质、减少有害蛋白质或激活体内防御机制。
“我们的研究表明，这些突破血脑屏障的脂质纳米粒子（BLNPs）能够安全、有效地将mRNA递送到大脑。” 西奈山医学院免疫学和免疫治疗学教授、Icahn基因组学研究所和Marc与Jennifer Lipschultz精准免疫学研究所成员之一、论文共同通讯作者董毅舟博士（Yizhou Dong, PhD）表示，“这一发现为利用mRNA治疗多种神经系统疾病和精神疾病开辟了新的可能。”
血脑屏障穿越脂质纳米颗粒（BLNP）通过全身给药有效、安全地将mRNA递送到大脑。[由BioRender.com在西奈山伊坎医学院的Yizhou Dong博士实验室创建。]
研究团队设计并测试了一系列脂质，以优化其跨越血脑屏障的能力。通过结构和功能分析，他们最终筛选出了一种称为MK16 BLNP的配方，这一配方的mRNA传递效率明显高于现有的FDA批准的脂质纳米粒子系统。该系统利用了血脑屏障中的自然转运机制，包括洞泡和γ-分泌酶介导的跨胞吞作用，成功将纳米粒子送入大脑。
在小鼠疾病模型的实验中，BLNP平台成功将治疗性mRNA传递至大脑，显示出其临床应用的潜力。
研究人员表示：“将mRNA分子系统性地送入中枢神经系统是一个挑战，因为它们必须突破血脑屏障才能到达大脑。在这项研究中，我们设计并合成了72种能够突破血脑屏障的脂质，通过与跨血脑屏障模块和氨基脂质的结合，组装成脂质纳米粒子系统，用于mRNA递送。”
他们还指出：“经过筛选和结构优化，最终的配方在mRNA传递效率方面明显优于FDA批准的脂质纳米粒子系统。不同的小鼠模型实验显示，这些突破血脑屏障的脂质纳米粒子能够在静脉注射后成功转染大脑中的神经元和星形胶质细胞，并且在多个剂量方案下均表现出良好的耐受性。更重要的是，这些纳米粒子还能够将mRNA递送到人类大脑的离体样本。”
“总的来说，这些突破血脑屏障的脂质纳米粒子能够将mRNA递送到广泛的脑区，显示出治疗中枢神经系统疾病的前景。”
董毅舟博士补充道：“我们的脂质纳米粒子系统代表了开发mRNA治疗中枢神经系统疾病的重要一步。研究为这一方法提供了概念验证，证明其可行，并且可以应用于基因疗法或mRNA疗法在多种疾病中的治疗。”
研究人员还指出，未来还需要进行更多的研究来评估长期的安全性和有效性，包括按照FDA指南进行的毒理学研究。接下来的研究将专注于进一步完善这一技术，以便转化为临床应用。
编辑：王洪
排版：李丽
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