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客户论文精选|稀释方式决定mRNA脂质纳米粒的组装与体内命运

上海交通大学医学院附属仁济医院肝脏外科团队联合Micro & Nano公司,在药物递送领域顶刊Journal of Controlled Release(一区TOP,IF = 12.4)发表《Dilution mode acts as a critical process parameter that reprograms lipid nanoparticle assembly and in vivo mRNA delivery》。研究把下游稀释环节重新定义为关键工艺参数,并用锐视科技IMAGING 200小动物活体成像系统揭示其对体内递送的支配作用。


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文章摘要

mRNA脂质纳米粒(LNP)的制备以微流控混合为核心,而混合之后的稀释步骤长期被视为被动收尾。研究在9组流速(FR)、流速比(FRR)与稀释比(DR)条件下比较离线稀释(OD)与在线稀释(ID):ID粒径更小、包封率更低、表面电荷更负,主导参数也由OD的FRR变为ID的DR。ID在肝细胞与成肌细胞中转染更强、肌注后肝表达更高,OD则激发更强的抗原特异性IFN-γ应答。

实验方法

LNP以SM-102、DSPC、胆固醇与mPEG-DMG(50∶10∶38.5∶1.5)经微流控设备(Micro & Nano)制备,OD组静置30 min后离线稀释,ID组在芯片内即时稀释,并以DLS、冷冻电镜与RiboGreen法表征粒径、形貌与包封率。随后在小鼠双侧胫骨前肌注射荧光素酶mRNA(0.25 mg/kg),6 h与24 h后腹腔注射D-荧光素(150 mg/kg),并用锐视IMAGING 200采集并定量发光信号、计算肝/肌肉比值;另以Spike mRNA(0.5 mg/kg,第0、14天)免疫,经ELISA与IFN-γ ELISpot评价免疫应答。

实验结果

同一混合参数下,ID在7/9组条件中粒径更小(剔除P7后91.1 vs 115.7 nm,−19.8%),包封率63.3%,低于OD的83.3%,Zeta电位负向偏移58.3%;更换ALC-0315、Lipid-5后趋势一致,说明这是在线稀释的普适效应。4 ℃储存14天后,OD包封率升11.5%、ID降7.3%,印证两者颗粒结构确有差异。

锐视科技IMAGING 200的6 h/24 h成像把差异直接呈现:ID2、ID8注射部位信号更强,ID2、ID3、ID8肝脏信号明显升高,ID9肝/肌肉比值最高;整体ID肝脏表达提高118.1%、肝/肌肉比值提高87.7%(p < 0.05),肌肉局部表达却与OD相当,说明更多mRNA迁移至肝脏。

细胞层面,ID在AML12与C2C12中表达提升1.9倍与3.0倍;免疫层面,OD组IFN-γ斑点数为ID组的2.1倍,且与粒径正相关(R² = 0.57),第28天OD9组IgG达151,060 ng/mL,远高于ID9组的57,920 ng/mL。


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图2 OD与ID制备的mRNA/LNP在体外与体内的表达差异

(A–C)三株细胞荧光素酶表达统计。(D、E)锐视科技IMAGING 200采集的6 h/24 h活体荧光成像。(F–H)肌肉、肝脏信号定量及肝/肌肉比值。

实验结论

稀释方式并非被动收尾,而是能独立改写LNP组装与体内命运的工艺参数。二者各有取舍:OD更适合需要强细胞免疫的场景(如肿瘤疫苗),ID更契合肝靶向的蛋白替代与基因编辑。这为mRNA药物的QbD工艺开发与技术转移补上关键一环。

论文链接

https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2026.115365

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实验设备

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锐视科技IMAGING 200小动物活体成像系统


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