层流流体喷射装置实现mRNA和saRNA脂质纳米颗粒的高效递送与完整性保护

为解决高剪切力导致RNA-LNP（脂质纳米颗粒）结构破坏和RNA降解的问题，研究人员比较了振动膜雾化器、商用鼻喷雾和层流流体喷射（LFE）装置对mRNA和saRNA（自扩增RNA）递送的影响。研究发现LFE装置能显著维持LNP粒径（85 nm）、多分散指数（PDI<0.2）和RNA封装效率（mRNA 94%，saRNA 102%），并提升3倍荧光素酶表达活性，为黏膜疫苗开发提供了优化方案。

　　

论文解读
在COVID-19大流行中，mRNA疫苗的快速开发展示了RNA疗法的潜力，但传统肌注疫苗难以诱导黏膜免疫，而鼻内递送可靶向呼吸道病原体入侵门户。然而，现有雾化系统的高剪切力易破坏包裹RNA的脂质纳米颗粒（LNP），导致RNA降解和递送效率下降。针对这一挑战，不列颠哥伦比亚大学的研究团队比较了三种鼻内递送装置——商用振动膜雾化器（CM Nebulizer）、鼻喷雾（CM Spray）和层流流体喷射装置（LFE Device）对mRNA和自扩增RNA（saRNA）LNP的影响，成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用动态光散射（DLS）分析LNP理化性质，通过RiboGreen荧光法检测RNA封装效率（EE），并以荧光素酶（Fluc）报告基因评估体外蛋白表达。实验使用HEK293T细胞系，LNP配方基于临床批准的BNT162b2组分（ALC-0315/DSPC/胆固醇/DMG-PEG₂₀₀₀，N:P=6）。

结果部分
LFE装置维持LNP粒径和PDI，雾化器则显著增加两者
CM Nebulizer使LNP粒径从85 nm增至300 nm，PDI从0.1升至0.3，而LFE装置保持原始粒径（85 nm）和低PDI（0.099-0.117），表明其低剪切力特性可保护LNP结构完整性。

不同递送方式的RNA回收率与封装效率对比
LFE装置在mRNA和saRNA递送中分别实现46%和44%的回收率，远高于CM Nebulizer（11-12%）。其EE达94%（mRNA）和102%（saRNA），而CM Nebulizer仅29-39%，提示机械应力是RNA泄漏的主因。

体外生物活性验证
LFE递送的mRNA-LNP保留60%荧光素酶活性（对照100%），saRNA-LNP达70%，显著优于CM Nebulizer（16-23%）。CM Spray表现居中，但需注意实验使用等量封装RNA（100 ng）进行归一化。

结论与意义
该研究首次系统评估了鼻内递送装置对RNA-LNP的影响，证实LFE装置通过层流喷射机制最小化剪切力，维持LNP稳定性并提升saRNA这类长链RNA的递送效率。其高EE（>100%）暗示剪切力可能诱导脂质重组增强RNA包裹，这为黏膜疫苗设计提供了新思路。未来需进一步探索LNP结构变化机制及体内免疫效果，但当前成果已为下一代RNA疗法（如呼吸道合胞病毒疫苗）的递送优化奠定技术基础。