通过组合方法发现用于mRNA递送的RAFT阳离子聚合物：基于高通量筛选和机器学习的结构-功能关联研究

《Biomacromolecules》：Combinatorial Discovery of RAFT Cationic Polymers for mRNA Delivery: Structure–Function Insights from High-Throughput Screening and Machine Learning

本研究通过组合式可控自由基聚合制备含三级胺的甲基丙烯酸酯基阳离子聚合物，系统评估其与mRNA的复合能力及细胞摄取、毒性和转染效率。发现部分聚合物性能优于PEI和Lipofectamine。机器学习分析揭示了关键结构属性，为优化递送系统提供理论支撑。

　　

阳离子聚合物被认为是用于mRNA递送的有前景的材料，相比脂质纳米颗粒具有潜在的优势。本研究通过组合RAFT聚合技术制备了一系列含有三级胺的甲基丙烯酸酯基阳离子聚合物，这些聚合物具有多样的分子特性和功能，可用于mRNA的递送。我们详细研究了这些合成的阳离子聚合物与mRNA形成复合物的能力，并系统地评估了这些mRNA-聚合物复合物的生物学效应，包括细胞摄取、细胞毒性和mRNA转染效率。通过高通量筛选实验，我们发现了几种在mRNA递送方面表现优异的候选聚合物，其效果明显优于其他合成的阳离子聚合物以及聚乙二醇亚胺（PEI）和Lipofectamine这两种常用的基因递送材料。为了揭示阳离子聚合物/mRNA复合物的化学和物理性质与其生物学效应之间的复杂关系，我们进行了机器学习分析。这些计算机模拟研究确定了几个关键参数，这些参数能够预测细胞摄取、细胞毒性和mRNA转染效率，为未来设计更有效的阳离子聚合物用于mRNA递送提供了宝贵的参考。