mRNA疫苗的关键技术——脂质纳米颗粒LNP的原理简介ZT
posted on 15 Sep 2021 under category 生命科学
请先看细胞膜是如何产生的
mRNA疫苗的难点并不是RNA片段的设计和生产,而是如何让脆弱的RNA片段躲过人体免疫系统的识别和追杀,钻进人体细胞内。转贴的这篇文章科普了相关递送技术。
LNP可以说是革命性递送技术,没有LNP就不会有mRNA疫苗,也是人体基因编辑的最重要递送技术。
今天看了篇LNP的论文,解开了许多疑问。
1、PEG脂质的PEG提供了亲水性,容易在水溶液里形成纳米颗粒的最外层,在四种脂质中PEG脂质比例越高,形成的颗粒越小,颗粒过小过大都不合适,该脂质烃基端太短容易脱落,太长也不行。
2、可离子化脂质最为关键。在低PH溶液中,该脂质的一端会离子化,带正电荷,然后会和RNA或mRNA中带负电荷的磷酸基结合,把RNA包裹在LNP的球体中央。
随着溶液PH值提高,该脂质会逐渐变成中性,中性可离子化脂质也大量包裹在LNP中。
当LNP被细胞内吞后,内体的PH值会逐渐下降,此时可离子化脂质又开始离子化带正电荷,该正电荷脂质会和内体膜中负电荷磷酸脂质结合,因为可离子化脂质呈锥形,头小屁股大,大屁股会破坏内体的膜,使得RNA或mRNA逃离内体进入细胞质中。
所以为了提高逃离内体的效率,改进后的可离子化脂质都在加大锥体结构的屁股,把2个烃基分支提高到3-5个分支。
3、中性LNP会和APOE3结合,被运送到肝细胞,阳性LNP会靶向肺部,阴性LNP会靶向脾脏。
4、LNP实质上是双层膜结构,外层膜主要是PEG脂质,也有中性脂质,内层膜主要是中性脂质,中间有些胆固醇作为结构脂质,球中央是中性可离子脂质、阳离子脂质及其包裹着的mRNA。