脂质纳米颗粒介导的mRNA递送系统在植入前胚胎中的应用

《Biology of Reproduction》：Lipid Nanoparticle-mediated mRNA delivery system into preimplantation embryos

本研究证实脂质纳米颗粒（LNPs）可穿过透明带并高效递送mRNA至胚胎，在zygote阶段10 ng/μL处理下76%胚胎在囊胚期表达EGFP，且滋养层特异性表达达86%。该系统为研究胚胎不同发育阶段的基因功能提供了新方法。

　　

摘要

脂质纳米颗粒（LNPs）作为一种非病毒性的mRNA递送载体，在基础研究和临床应用中展现出广泛潜力。在本研究中，我们证明了LNPs能够穿透透明带（ZP，即卵子周围的细胞外基质），并有效地将mRNA传递给植入前胚胎。首先，我们通过改变胆固醇成分来测试携带EGFP的LNPs（LNP-EGFP）的表面极性，发现由中性或阴离子胆固醇组成的LNPs毒性较低，更适合将mRNA递送到受精卵中。接下来，我们使用中性LNPs（LNP-Cre）转移Cre mRNA，并在报告基因mTmG转基因胚胎中观察到floxed等位基因的重组现象。在受精卵阶段以10 ng/μL的浓度处理20小时后，约76%的mTmG胚胎在囊胚阶段表达了报告基因EGFP；而在E12.5时，约82%的胚胎在胎盘和胎儿中均表达了EGFP。最后，我们以50 ng/μL的浓度处理mTmG囊胚阶段的胚胎20小时，发现约86%的胚胎表达了报告基因EGFP。有趣的是，EGFP荧光仅出现在滋养层（TE）细胞中，而未出现在内细胞团（ICM）中。随后，在较晚阶段的胚胎（E12.5）中，约65%的胚胎显示出胎盘特异性的EGFP表达。总体而言，我们的研究表明LNPs为植入前胚胎提供了一种新的mRNA递送系统，可用于研究植入前、植入期间及植入后的基因功能。

图形摘要

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