综述：纳米颗粒介导的核酸透皮递送技术在皮肤疾病和癌症治疗中的进展

这篇综述系统阐述了纳米颗粒（NPs）介导的核酸透皮递送技术在遗传性皮肤病和癌症治疗中的突破性进展。通过阳离子脂质体（LNPs）、聚合物载体（如PEI、PBAE）和微针（MN）等创新技术，克服了角质层（SC）屏障，实现了siRNA、CRISPR-Cas9等核酸药物的靶向递送，显著提升局部生物利用度并降低全身毒性。人工智能（AI）优化纳米载体设计，为精准医疗开辟新路径。

　　

摘要

基因和RNA疗法的透皮递送为遗传性皮肤病和癌症提供了革命性解决方案，其局部给药特性可显著提高生物利用度并减少全身副作用。然而，角质层致密的脂蛋白结构及核酸易酶解的特性构成主要屏障。近年来，阳离子脂质体（LNPs）、聚合物纳米载体（如聚乙烯亚胺PEI）和微针技术的突破，通过增强穿透性、稳定性和靶向性，为核酸递送开辟了新途径。

1. 引言

透皮递送在遗传性皮肤病（如营养不良型大疱性表皮松解症DEB）和黑色素瘤治疗中展现出巨大潜力。FDA已批准首个用于DEB的透皮基因疗法，但完整皮肤的递送仍面临核酸长度、负电荷和酶不稳定性等挑战。阳离子脂质体（如DOTAP）和聚合物纳米颗粒（如壳聚糖）通过静电结合核酸并破坏角质层结构，显著提升siRNA和CRISPR-Cas9的递送效率。

2. 关键生物屏障：角质层

角质层（SC）由紧密排列的角质细胞和胆固醇-神经酰胺脂质层构成，可阻挡分子量>500 Da的物质。纳米载体通过以下策略突破屏障：

• 化学修饰：壳聚糖通过改变SC蛋白二级结构增强渗透；
• 物理辅助：微针（MN）和电穿孔技术直接穿透SC；
• 酶保护：聚plex胶束可屏蔽核酸免受核酸酶降解，如Jose团队开发的STAT3 siRNA/阳离子脂质体复合物。

3. 纳米颗粒递送技术

脂质纳米粒（LNPs）：

• 含可电离脂质（如DLin-MC3-DMA）的LNPs在银屑病模型中实现70%基因沉默；
• 超变形阳离子脂质体（UCLs）递送miR211-5p可抑制BRAF^V600E突变黑色素瘤进展。

聚合物载体：

• 壳聚糖通过质子海绵效应促进内涵体逃逸，其分子量影响基因控释；
• 聚（β-氨基酯）（PBAE）的pH敏感性实现内涵体靶向释放。

金属纳米颗粒：

• 金纳米颗粒（AuNPs）通过紫外触发释放DNA，用于STAT3基因沉默；
• 氧化铁纳米颗粒可实现MRI引导的VEGF基因递送。

4. 聚焦应用

皮肤癌治疗：

• CRISPR-Cas9 RNP靶向BRAF基因，脂质体-PEI复合物提升编辑效率；
• 共递送miR-199-5p/miR-204-5p的LNPs可逆转BRAF抑制剂耐药性。

遗传性皮肤病：

• ABE8e mRNA/sgRNA LNPs纠正COL7A1突变，恢复VII型胶原表达；
• 壳聚糖修饰的LNPs通过LDLR增强角质形成细胞摄取。

5. 递送与渗透增强机制

微针技术：

• 溶解性MN搭载STAT3 siRNA的吸附效率较传统方法提升3倍；
• 聚电解质MN通过pH响应控制核酸释放。

化学增强剂：

• PEG化降低PEI毒性，cRGD肽修饰的LNPs（RRCPP/siWee1）显著抑制黑色素瘤生长。

6. 挑战与未来展望

安全性：核酸可能激活TLR/ NLRP3炎症小体，引发IL-1β释放。解决方案包括：

• 四足体框架核酸（tFNAs）增强稳定性；
• AI优化纳米载体表面电荷（如ζ电位>30 mV可平衡穿透性与免疫原性）。

AI整合：深度学习可预测纳米颗粒-皮肤相互作用，如优化壳聚糖脱乙酰度以提升转染效率。

7. 结论

透皮核酸递送技术正从实验室迈向临床，但规模化生产和个体化方案仍需突破。未来需聚焦多靶点共递送系统（如siRNA+mRNA疫苗）和生物材料创新，以推动精准皮肤医学发展。