使用1,2 -二酯衍生脂质递送mRNA疫苗可快速清除肝脏，用于安全有效的癌症免疫治疗

基本信息

英文标题：Delivery of mRNA Vaccine with 1, 2-Diesters-Derived Lipids Elicits Fast Liver Clearance for Safe and Effective Cancer Immunotherapy

中文标题：使用1,2 -二酯衍生脂质递送mRNA疫苗可快速清除肝脏，用于安全有效的癌症免疫治疗

发表期刊：《Advanced Healthcare Materials》

影响因子：10

作者单位：中山大学、深圳MagicRNA生物科技研发中心、中山大学附属第七医院等

作者信息：Yuandong Xu, Yuexiao Hu, Heng Xia, Shiqiang Zhang, Hanqi Lei, Binyuan Yan, Ze Xiu Xiao, Jinjin Chen, Jun Pang, Gao-Feng Zha

研究背景

mRNA疫苗作为一种革命性的技术，在传染病和癌症的预防和治疗中发挥了独特作用。然而，由LNP引起的副作用，特别是与肝脏相关的损伤，引起了对其安全性的担忧。

研究方法

设计了一种新型的248种离子化脂质库，包含1,2-二酯，通过环氧化物开环反应与含有羧基的烷基链反应，然后与叔胺进行酯化反应。利用这种特殊的化学结构，筛选出表现最佳的脂质和配方，与DLin-MC3-DMA相比，在肝脏中表现出更快的清除速率，提高了稳定性和安全性。此外，LNP显示出卓越的肌肉内mRNA递送能力，并能引发强烈的抗原特异性免疫激活。

实验结果

(A) 展示了A3 mLuc LNP的平均大小和代表性的低温电子显微镜图像。

(B)展示了A3 mLuc LNP在两个月内的尺寸和PDI。

(C)展示了A3 mLuc LNP在两个月内的包封率。

(D)展示了A3 mLuc LNP的zeta电位。

(E)展示了储存0天和两个月后转染入BMDCs的A3 mLuc LNP的相对 luciferase 强度。

(F)展示了A3 mRNA-LNPs的pKa。

(G)展示了DC2.4细胞在不同时间点与A3 Cy5-mRNA LNPs孵育后的CLSM成像，显示内吞/溶酶体逃逸情况。

(A)展示了小鼠注射OVA mRNA后的血液和肝脏组织中脂质浓度。

(B)展示了不同处理组小鼠血液和肝脏组织中CRP浓度。

(C)展示了不同处理组小鼠血液和肝脏组织中ALT或AST浓度。

A) 展示了免疫小鼠血清中IgG1和IgG2a水平。

B) 展示了不同处理组小鼠脾脏中SIINFEKL四聚体染色CD3+CD8+ T细胞。

C) 展示了不同处理组小鼠脾脏细胞在重新刺激后IFN-𝛾-斑点形成细胞。

D) 展示了不同处理组小鼠的CTL分析。

(A)展示了A3 mOVA LNP对B16-OVA肿瘤的治疗效果。

(B)展示了A3 mE7 LNP对TC-1肿瘤的预防效果。

(C)展示了A3 mE7 LNP在TC-1肿瘤模型中的抗肿瘤治疗效果。

(A)展示了库中脂质三个组成部分的结构。

(B)展示了不同时间点不同LNPs包封的mLuc的相对荧光强度。

(C)展示了注射LNPs后6小时的小鼠全身图像。

(D)展示了给药后6小时小鼠器官的CLSM成像。

(E)展示了给药后6小时生物发光信号的定量。

疫苗接种通过LNP系统抑制了模型人乳头瘤病毒E7和卵清蛋白抗原表达肿瘤模型的肿瘤生长，并延长了生存期。通过改变1,2-二酯的位置进一步优化了脂质结构，与Comirnaty中的ALC-0315脂质相比，增强了脾脏和引流淋巴结中的蛋白表达。

研究结论

mRNA疫苗作为癌症免疫治疗策略具有潜力，但LNP引起的肝脏损伤等副作用引起了安全性担忧。

研究中设计了一个由248种可离子化脂质组成的Library，这些脂质通过两个步骤合成：开环反应与羧酸基团烷基链， followed by 酯化反应与三级胺。

1,2-二酯的特殊化学结构使得最佳表现的脂质和配方在肝脏中更快清除，增加了稳定性，并提高了与DLin-MC3-DMA相比的安全性。

LNP显示出优异的肌肉内mRNA递送，并引发了强烈的抗原特异性免疫激活。

LNP系统交付的疫苗接种抑制了肿瘤生长，并在人类乳头瘤病毒E7和卵白蛋白抗原表达的肿瘤模型中延长了生存期。

与Comirnaty中的ALC-0315脂质相比，优化了增强脾脏和引流淋巴结中蛋白质表达的脂质结构。

1,2-二酯衍生的脂质表现出对不同类型抗原表达的肿瘤模型的快速肝脏清除和有效的抗肿瘤效率，可能成为安全且通用的mRNA疫苗平台。