空间定位后载技术实现纳米颗粒在凝胶微针中的高效递送——突破经皮基因治疗屏障

为解决LNPs（脂质纳米颗粒）无法自由穿透皮肤屏障的难题，研究人员开发了HFMN（水凝胶微针）后载技术，通过优化插入深度（400 μm）、时间（15 s）及次数（6次）等参数，实现140 μg mRNA-LNPs的高效递送，为无创基因治疗提供新策略。

　　

研究背景
皮肤作为人体天然屏障，其角质层结构严重阻碍大分子药物如mRNA的透皮吸收。尽管脂质纳米颗粒（LNPs）能有效封装和保护mRNA，但其穿透能力有限。传统注射方式存在疼痛、需专业操作等问题，而普通微针载药易破坏LNPs稳定性。如何实现无创、高效、可控的经皮基因递送，成为基因治疗领域的关键挑战。

研究方法
研究人员采用空间定位后载技术，将mRNA-LNPs（含MC3-DOPE-DiI或eGFP标记）加载至不同高度（250/500/800 μm）的HFMN（水凝胶微针）中。通过琼脂糖凝胶模型优化插入参数（深度400 μm、时长15 s、重复6次），结合IVIS成像和离体皮肤实验验证递送效率。

研究结果

1. 参数优化：500 μm HFMN在6次插入后载荷达140 μg，且保持结构完整性；
2. 功能验证：荧光标记LNPs证实纳米颗粒释放，eGFP-LNPs成功被人类皮肤细胞摄取；
3. 递送效率：尽管回收率较低，但功能性LNPs实现有效递送，突破皮肤物理屏障。

研究意义
该研究首创“先制备后载药”策略，避免生产过程中LNPs失活，同时保留HFMN机械强度。通过精准控制空间参数，为糖尿病、遗传病等需长期给药的疾病提供无痛化解决方案，推动微针技术在基因治疗领域的工业化应用。成果发表于《Molecular Pharmaceutics》，为经皮递送系统设计提供新范式。