自20世纪60年代mRNA被发现以来，有关mRNA的应用探索就一刻也不曾停止。mRNA分子具有不稳定性、免疫原性、无法高效进入细胞等特点，在实际应用中非常受限。随着mRNA分子优化技术、递送技术平台的不断发展，这些缺点正在慢慢地被克服。
其一，mRNA分子优化平台，包括有：1）序列优化的进展，如5，3端非翻译区序列的筛选、多聚腺嘌呤（poly A）尾巴的长度优化、开放阅读框（ORF）密码子的优选等；2）核苷酸化学修饰的引入，如5-甲基尿苷和N1-甲基假尿苷的使用不仅能降低mRNA的免疫原性，还能提高其稳定性；3）制备工艺的提升，如体外转录（IVT）放大工艺的成熟、加帽工序的简化、纯化和质检方法的稳定等。其二，递送载体平台，尤其是LNPs递送技术的相对成熟。一般来讲，LNPs由四种成分组成，每种成分都扮演着相对重要的角色：可电离阳离子脂质被认为是LNPs中最重要的成分，它直接决定了mRNA的包裹效率和递送效率；中性辅助磷脂（如DSPC、DOPE）和胆固醇脂质有助于提升LNPs的稳定性以及转染效率；聚乙二醇脂（PEG-Lipid）在调节LNPs尺寸、稳定性、半衰期、递送效率等方面的作用也十分明显。值得指出的是，LNPs中单一成分并非独自行使功能，各组分之间的配比在mRNA的实际应用中非常重要。
通过多手段研发技术，目前LNPs-mRNA已被应用到多个领域，包括疫苗研发、针对多种重大疾病的蛋白替代疗法、基因编辑疗法、细胞疗法等方面。
LNPs靶向递送策略扩宽mRNA应用场景
mRNA精准递送是保证治疗效果的必要条件之一。针对体表的组织器官（如肌肉、眼等）可通过局部给药方式实现，而体内更深层次器官的递送则选择静脉注射更为合适。静脉给药后LNPs介导的肝脏靶向较容易实现，如何实现肝外的选择性递送则具有挑战。针对此科学问题，研究人员尝试了多种策略，取得了不错进展。本亮点文章重点总结了近期发表的几类mRNA靶向递送策略。
（一）靶向分子修饰
在LNPs表面进行靶向分子修饰是实现细胞靶向递送最直接的方法。Jonathan A. Epstein教授团队最近利用CD5抗体修饰包裹了CAR mRNA的LNPs，可提高其体内靶向T淋巴细胞的能力。将上述mRNA制剂静脉注射到心衰小鼠模型后，可在体内对T细胞进行重编程，使其形成有功能的CAR-T细胞，可以靶向过度活跃的心脏成纤维细胞，有效降低了心脏纤维化，并帮助小鼠恢复了心脏功能。Dan Peer教授团队通过重组融合蛋白（MadCAM-1-D1D2-Fc）修饰LNPs技术，将mRNA选择性递送到特定白细胞亚群，在结肠炎小鼠模型中展现出了潜在的治疗前景。不同于抗体修饰，Gabriel A. Kwong课题组最近开发了一种光控的多肽配体置换平台，可快速变换修饰到LNPs表面的靶向抗原多肽，在体内实现对多种抗原特异性T细胞群的靶向mRNA递送。以上修饰技术可显著增强对特定细胞类型的靶向递送能力，但在特异性方面略显不足。
（二）高通量筛选
上文提到，可离子化阳离子脂质是LNPs中最重要的成分。通过结构各异的化学结构库进行高通量筛选早已被证实是研发靶向LNPs最为有效的方法之一，目前大多数LNPs是由此技术研发产生的，可实现肝、肺、脾、脑等器官的mRNA递送,但此方法相对盲目、工作量大。James Dahlman课题组结合“DNA条形码”和深度测序技术，开发了一种新型的高通量筛选技术，简称为FIND，可显著提升LNPs的筛选效率。他们将Cre mRNA和特定序列的DNA条形码包裹到同一个LNPs中，只需设计不同的DNA条形码就可制备出带有特定“标签”的一系列LNPs-mRNA药物。将这些“标签”各异的LNPs通过静脉一起注射到Cre诱导表达tdTom的转基因小鼠中，利用流式细胞仪检测tdTom阳性细胞，并结合DNA深度测序的方法可鉴别出特定细胞靶向的LNPs载体。通过该体系，他们可同步筛选超200种LNPs，显著提高了LNPs的筛选效率。
（三）可预测性LNPs优化
总结与展望
器官选择性递送对于拓宽mRNA临床应用至关重要。本文提到的几种代表性策略在一定程度上提出了解决方案，但各有不足之处。如何开发出靶向其他重要器官（如心脏、胰腺、肾脏）的LNPs、如何实现对特定脏器中特定细胞类型的靶向递送都是未来需要解决的重要问题。随着研究人员对mRNA靶向递送技术的深入研究，相信未来会有更多的靶向递送策略研发出来用于精准医疗研究。
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