含二硒键聚(β-氨基酯)的创制及其脾靶向mRNA递送在免疫治疗中的突破性应用

【编辑推荐】针对mRNA聚合物载体递送效率不足与细胞毒性问题，研究人员通过迈克尔加成法合成180种含二硒键的聚(β-氨基酯)(PBAEs)，筛选出具有高效mRNA递送能力的载体。该载体通过调控疏水性骨架与离子化胺端基，形成具有氧化还原响应性的纳米颗粒(PNPs)，实现脾脏靶向递送，为mRNA免疫治疗提供新策略。

　　

在基因治疗领域，mRNA技术因其瞬时表达和安全性优势成为研究热点，但聚合物载体面临递送效率低和细胞毒性两大瓶颈。传统聚(β-氨基酯)(poly(β-amino ester)s, PBAEs)虽可压缩mRNA形成纳米颗粒，却存在靶向性差和内涵体逃逸效率不足的问题。尤其值得注意的是，现有载体多富集于肺部，难以实现脾脏等免疫器官的特异性递送——而这恰恰是mRNA疫苗发挥免疫激活作用的关键靶点。

为解决这一难题，某研究机构团队在《Biomacromolecules》发表研究，通过迈克尔加成反应构建了180种含二硒键(-Se-Se-)的PBAEs文库。研究人员采用高通量筛选策略，发现疏水性胺骨架与离子化阳离子胺端基的组合能显著提升载体性能。通过动态光散射(DLS)和凝胶电泳分析证实，优选出的PBAEs/mRNA复合物纳米颗粒(PNPs)具有适度的正电荷(约+15 mV)和100-200 nm的理想粒径。

关键实验技术：研究采用迈克尔加成反应构建聚合物库，通过高通量筛选结合荧光报告基因评估转染效率。利用流式细胞术和共聚焦显微镜分析细胞摄取机制，采用体外氧化还原环境模拟验证二硒键的响应性。动物实验通过尾静脉注射评估体内分布，使用qPCR定量脾脏mRNA表达。

疏水性与电荷平衡优化递送效率
通过系统比较不同胺单体的结构特征，发现含环己二胺骨架的PBAEs因疏水性增强，较直链胺类似物提升3倍转染效率。但过度疏水会导致细胞毒性，而离子化N,N-二甲基乙二胺端基能平衡膜穿透与安全性。

二硒键的氧化还原响应机制
相比传统二硫键类似物，含二硒键PBAEs在10 mM谷胱甘肽(GSH)条件下降解速率加快2倍，促进内涵体逃逸。荧光共振能量转移(FRET)实验显示，二硒键PNPs在溶酶体模拟环境中mRNA释放率达85%，显著高于对照组。

脾脏靶向的突破性发现
尾静脉注射实验表明，含二硒键PNPs在脾脏的mRNA表达量是肺部的7倍，而传统PBAEs主要富集于肺部。组织切片显示脾红髓和边缘区有强烈荧光信号，暗示巨噬细胞和B细胞的高效摄取。

讨论与意义
该研究首次揭示二硒键的引入可降低PNPs内部疏水性，通过增强氧化还原响应性改善内涵体逃逸，同时维持mRNA结合能力。脾脏靶向效应可能源于二硒键调控的血清蛋白冠形成与脾脏特殊微环境响应的协同作用。这种无需辅助脂质的递送系统为mRNA肿瘤疫苗和自身免疫病治疗提供了新工具，其模块化合成策略更可拓展至其他核酸药物递送领域。