特异性靶向脂质体，又一篇Nature Nanotechnology！
奇物论
2021-06-22
炎症性肠病 (IBD) 是一个日益严重的问题，自 19 世纪以来发病率不断上升。尽管对动物和人类进行了数十年的研究，但目前的治疗方法仍然令人失望并且无法治愈。尽管新型生物制剂（例如抗 TNF-α 抗体）已经彻底改变了 IBD 治疗，但并非所有患者都有反应，并且由于抗药抗体 (ADA) 反应的发展，初始反应者可能会随着时间的推移失去反应。为了建立 IBD 的治愈性解决方案，用抗体阻断细胞因子或受体很可能是不够的，只能暂时缓解症状。可以通过主动调节异常激活的白细胞群中的基因表达来实现治愈性解决方案，而基因表达调控策略在体内的成功实施依赖于有效的非免疫原性载体。脂质纳米粒是最先进的非病毒核酸递送系统之一。然而，静脉注射给药后，脂质纳米粒在肝细胞中自然积聚，因此，迫切需要增强其他细胞类型的摄取。鉴于此，以色列特拉维夫大学Dan Peer等人报道了在结肠炎小鼠模型中向肠道归巢白细胞上表达的活化敏感受体特异性递送 siRNA。该靶向策略与传统策略不同，因为本文采用仅识别特定蛋白质构象的靶向部分，即整合素 α4β7 的高亲和力 (HA) 构象。
因此，研究人员制备了一种重组融合蛋白，它包含肠道内皮配体 MAdCAM-1 的两个结构域。MAdCAM-1 在其 HA 构象中自然地对整合素 α4β7 具有更高的亲和力，因此是设计 LNP 靶向部分的绝佳开端。MAdCAM-1 是一种多域蛋白，天然参与白细胞与肠内皮细胞的初始束缚和牢固粘附。此外，为了最大限度地提高特异性，研究人员只使用了整合素结合域 D1 和 D2。为了在将蛋白质结合到LNP 的同时保护整联蛋白结合域，使用了针对大鼠 IgG2a 的单克隆二抗（RG7），它充当 LNP 和MAdCAM-D1D2 蛋白之间的连接器。使用马来酰亚胺/硫醇化学将 RG7 接头化学偶联到 LNP，并将MAdCAM-D1D2 蛋白重组融合到大鼠 IgG2a 的 Fc 区。这样，RG7 抗体将通过与大鼠 IgG2a 结构域的亲和力结合 MAdCAM-1 蛋白，并使结构域 D1 和 D2 自由结合α4β7整联蛋白。对于RG7 介导的结合，确保这种连接在新鲜分离的小鼠血浆中在 37 °C 下足够稳定至少 1 小时。
图|生成 的LNP靶向整合素α4β7的高亲和力构象
图|D1D2、LNP 和 D1D2 靶向 LNP 的表征实验表明，D1D2 LNPs能以构象敏感的方式沉默 CD45。然后基于CD45沉默结果，研究人员还探索与CD4+ T细胞生物学相关的治疗靶基因用于治疗功效研究，结果显示，在用载有 siIFN-γ 的 D1D2 靶向LNP 治疗的小鼠中具有强烈的治疗反应。而且脂质纳米颗粒不会引起不利的免疫激活或肝脏毒性。
图|在 PAC 模型中使用 D1D2 LNP 对 IFN-γ 进行治疗性基因沉默综上所述，研究人员将 α4β7整合素的天然配体 MAdCAM-1 的整合素结合域D1 和 D2 融合到 IgG-Fc 上，并设计了一种策略以有效地将这种融合蛋白结合到脂质纳米颗粒的表面。这是证明 LNP 构象敏感靶向用于未来潜在临床应用的可行性的第一步。虽然免疫学家发现了白细胞小亚群更明确的作用，但更具体的药物输送系统的开发可以相应地将治疗有效载荷输送到更精确定义的细胞群，并彻底改变精准纳米医学。值得注意的是，Dan Peer等人在2018年的Nature Nanotechnology上同样利用脂质体材料，报道了一种灵活的细胞特异性 siRNA 传递平台，可以轻松定制，无需进一步开发，以靶向任何细胞受体。
Dammes, N., Goldsmith,M., Ramishetti, S. et al. Conformation-sensitive targeting of lipidnanoparticles for RNA therapeutics. Nat. Nanotechnol. (2021).https://doi.org/10.1038/s41565-021-00928-x
