激活V-ATPase的非炎性脂质纳米颗粒增强RNA纳米药物治疗慢性肺损伤的疗效

研究人员针对mRNA脂质纳米颗粒(LNPs)在肺部炎症性疾病应用中存在的免疫原性强、递送效率低等问题，开发了一种含熊果酸(UA)的非炎性脂质纳米颗粒(NIF-LNP)。该团队通过构建可降解的阳离子磷酰胺衍生脂质库，结合全基因组CRISPR筛选，发现UA通过激活V-ATPase复合体促进内体酸化，显著提高肺部蛋白表达达40倍且不引起显著免疫反应。该研究还证实装载NR1D1 mRNA的NIF-LNP在支气管肺发育不良(BPD)和肺纤维化模型中具有显著治疗效果，并开发出可稳定冻存90天、适合雾化给药的剂型，为慢性炎症性肺病治疗提供了新策略。

　　

慢性肺部炎症性疾病如支气管肺发育不良(BPD)和特发性肺纤维化(IPF)的治疗面临巨大挑战，现有疗法往往难以兼顾疗效与安全性。mRNA疗法虽展现出革命性潜力，但其递送载体脂质纳米颗粒(LNPs)存在"疗效-免疫"的悖论：提高蛋白表达需要增加阳离子脂质含量，而这会加剧炎症反应，尤其在已存在炎症的病灶部位可能引发致命风险。这种矛盾在肺部给药时尤为突出，因为肺部对异物高度敏感，且局部吸入和静脉注射两种给药方式各有局限。

为解决这一难题，北京大学天然药物及仿生药物国家重点实验室的研究团队在《Nature Communications》发表了突破性成果。他们通过构建可生物降解的阳离子磷酰胺衍生脂质(PLs)库，筛选出高效递送载体PL32，但发现其仍存在表达量与炎症反应的正相关关系。研究人员创新性地从22种天然抗炎产物中筛选出熊果酸(UA)，将其作为第五组分整合入PL32配方，开发出非炎性脂质纳米颗粒(NIF-LNP)。

研究采用的关键技术包括：(1)微流控技术制备不同配方的LNPs；(2)全基因组CRISPR筛选揭示UA作用机制；(3)LoxP-EGFP报告小鼠模型追踪细胞特异性转染；(4)超氧化物歧化酶(SOD)活性检测评估氧化应激；(5)冷冻干燥工艺优化提高制剂稳定性。研究对象涵盖小鼠、新生大鼠和比格犬等多物种模型，并验证了人外周血单核细胞(PBMCs)的免疫反应。

研究结果部分显示：

1. PL脂质库构建与炎症评估：通过多组分反应合成含可降解键的PLs，发现PL32在肺部表达量最高但引发显著炎症。高剂量(0.6 mg/kg)PL32 LNPs会导致急性肺损伤(ALI)模型出现"肝样变"，肺纤维化模型100%死亡。

1. 天然产物增强表达与抗炎：UA修饰的P-UA LNPs使A549细胞荧光素酶表达提升14.3倍，体内提升40倍，且显著降低IL-6等炎症因子。不同于地塞米松(Dex)，UA通过C-3羟基和C-28羧基结构域发挥双重作用。

2. V-ATPase激活机制：CRISPR筛选发现ATP6VOB等V-ATPase亚基基因敲除使P-UA LNPs表达量下降10倍。UA促进内体酸化(pH从6.5降至5.8)，增强ESCRT蛋白ALIX募集，维持内体膜稳定性，减少活性氧(ROS)产生。

3. BPD治疗应用：在80%高氧诱导的BPD大鼠模型中，P-UA mNR1D1 LNPs使体重恢复至正常水平，径向肺泡计数(RAC)增加2倍，下调IL-17和TNF-α通路，促进肺泡再生。

4. IPF治疗突破：P-UA mNR1D1 LNPs使IPF模型存活率从0%(PL32组)提升至100%，胶原沉积减少70%，显著抑制α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)和赖氨酰氧化酶(LOX)表达。

5. 制剂工艺优化：采用磷酸盐-蔗糖低盐缓冲液透析使雾化后封装率保持85%，冻干制剂在4℃稳定90天。比格犬雾化给药显示P-UA LNPs肺部分布均匀，炎症指标较PL32 LNPs降低3-5倍。

这项研究的意义在于：①提出"内体酸化调控"新策略，破解了LNP"高效递送-低免疫原性"不可兼得的难题；②首次实现NR1D1这种细胞内核受体的mRNA替代治疗；③开发的冻干雾化制剂为临床转化铺平道路。特别是V-ATPase作为内体运输和炎症调控枢纽的发现，为核酸递送系统设计提供了全新视角。该技术不仅适用于肺部疾病，其普适性机制也可拓展至其他需要局部给药的炎症性疾病治疗。