基于3WJ RNA纳米颗粒靶向递送抗miR-34a治疗慢性肾脏病的实验研究

本研究针对慢性肾脏病(CKD)纤维化治疗难题，设计了一种基于噬菌体phi29包装RNA三向连接体(3WJ)的多功能RNA纳米颗粒(3WJ-Kapt/anti-miR-34a RNPs)，通过肾脏靶向DNA适配体(Kapt)递送锁核酸(LNA)修饰的抗miR-34a。结果显示该纳米颗粒能特异性靶向肾脏，显著抑制TGF-β/Smad和WNT/β-catenin等促纤维化通路，上调Klotho和SIRT1表达，为CKD治疗提供了新型RNA纳米技术方案。

　　

慢性肾脏病(CKD)是全球公共卫生的重大挑战，影响着约10%的人口。这种进行性疾病最终会导致不可逆的肾功能丧失，其核心病理特征是肾小管萎缩、间质炎症和纤维化。尽管转化生长因子-β(TGF-β)等信号通路被确认为关键驱动因素，但现有治疗手段仍难以有效阻断疾病进展。近年来，微小RNA(miRNA)调控网络成为研究热点，其中miR-34a被发现在CKD中异常高表达，可通过抑制Klotho和SIRT1等保护性蛋白，促进纤维化进程。与此同时，RNA纳米技术因其精准靶向性和模块化设计优势，为疾病治疗提供了全新思路。

为解决这一难题，亚历山大大学医学研究所的研究团队在《Gene Therapy》发表了一项创新研究。他们利用噬菌体phi29包装RNA的三向连接体(3WJ)作为支架，构建了同时搭载肾脏靶向DNA适配体(Kapt)和锁核酸(LNA)修饰的抗miR-34a序列的多功能RNA纳米颗粒(3WJ-Kapt/anti-miR-34a RNPs)，并在腺嘌呤诱导的CKD小鼠模型中验证了其治疗效果。

研究采用了多项关键技术：1)通过VfoldMCPX在线工具预测RNA纳米颗粒的二级结构；2)动态光散射(DLS)和zeta电位分析表征纳米颗粒物理性质；3)荧光标记(Alexa Fluor 647)示踪体内分布；4)腺嘌呤(50mg/kg)诱导CKD小鼠模型；5)qPCR和ELISA检测纤维化相关分子表达。

研究结果

In silico phase
通过计算模拟确认了核心3WJ和 therapeutic 3WJ-Kapt/anti-miR-34a的正确折叠构象，其中治疗性纳米颗粒在3WJ支架上延伸出携带抗miR-34a的H2螺旋和肾脏靶向适配体的H3螺旋。

In vitro phase
制备的RNA纳米颗粒显示良好特性：3WJ和3WJ-Kapt/anti-miR-34a的粒径分别为5.28±1.62 nm和13.06±2.54 nm，zeta电位为-17.7 mV和-22.6 mV。热稳定性分析显示治疗性纳米颗粒的熔解温度(T_m
)达69.59°C，显著高于核心3WJ的61.33°C。

In vivo phase
特异性靶向验证：荧光成像显示3WJ-Kapt/anti-miR-34a能特异性富集于肾脏组织，而未经靶向修饰的3WJ则广泛分布于肝、脾等器官。

治疗效果：

• 肾功能改善：单次静脉注射3WJ-Kapt/anti-miR-34a后，CKD小鼠的血清尿素和肌酐水平从第2周开始显著下降，至第4周接近正常水平。
• 纤维化调控：治疗组肾脏miR-34a表达从第2周恢复正常，伴随TGF-β、WNT1和β-catenin mRNA水平下降，而抗纤维化因子Klotho和SIRT1表达上调。
• 组织学改善：H&E染色显示治疗组肾小管损伤评分和间质纤维化程度随时间显著减轻。

结论与意义

该研究首次证实了基于3WJ的RNA纳米颗粒靶向递送抗miR-34a治疗CKD的可行性。其核心创新在于：1)通过模块化设计整合靶向和治疗元件；2)利用LNA修饰增强稳定性；3)实现肾脏特异性递送。分子机制上，该疗法通过抑制miR-34a，同时调控TGF-β/Smad、WNT/β-catenin和Klotho等多条通路，形成了"多点干预"的治疗策略。

这项由Aisha H.A.Alsenousy等完成的研究为RNA纳米技术在器官特异性递送中的应用提供了范例，不仅为CKD治疗开辟了新途径，其技术平台还可拓展至其他miRNA相关疾病的干预。未来研究可进一步优化给药方案，并探索其在大型动物模型中的转化潜力。