新型离散型自毁式胍盐载体(DIGITs)实现器官特异性mRNA递送及红细胞靶向治疗

本研究针对现有mRNA递送系统合成复杂、器官选择性差等问题，开发了基于α-胍酯(AGE)核心的离散型自毁式胍盐载体(DIGITs)。通过pH响应性电荷中和机制，在4步合成中实现肺(94%选择性)、脾(98%)及未成熟红细胞(12%转染率)的特异性mRNA递送，为基因治疗提供新型安全载体平台。

　　

在COVID-19 mRNA疫苗成功应用的背景下，RNA药物已成为治疗传染性疾病、癌症和遗传疾病的新希望。然而现有递送系统面临合成步骤繁琐、器官靶向性不足、引发炎症反应等挑战。特别是传统脂质纳米粒(LNP)需要4-5种组分协同作用，而基于寡聚物的电荷可调释放载体(CARTs)存在批次差异问题。这些技术瓶颈严重限制了mRNA疗法在复杂疾病中的应用拓展。

斯坦福大学医学院(Stanford University Medical Center)的研究团队创新性地从人体代谢物肌酸(creatine)的环化机制获得灵感，开发出全球首类离散型自毁式胍盐载体(DIGITs)。这种基于α-胍酯(AGE)化学结构的递送系统，能在酸性pH下通过胍基(guanidinium)与mRNA结合，在生理pH下发生不可逆的酯-酰胍环化反应实现电荷中和。相关研究成果发表于《Nature Communications》，为器官特异性基因治疗提供了全新解决方案。

研究采用四大关键技术：1) 通过Mitsunobu反应构建38种不对称脂质修饰的DIGIT库；2) 核磁共振(¹H-¹³C HMBC)监测AGE降解动力学；3) 流式细胞术分析Ai14小鼠模型中的Cre/loxP重组效率；4) 密度梯度离心分离转染血细胞亚群。

器官选择性递送机制

通过系统筛选脂质结构发现，双支链脂质(如10G9)在含NaCl缓冲液中形成粒径158.3±12.1 nm的复合物，实现98%脾靶向效率，较传统ONA CART提升5.7倍；而在无NaCl的醋酸缓冲液中，相同载体转为肺靶向(94%)。这种独特的"缓冲液开关"效应首次揭示了阴离子配位对纳米颗粒生物分布的影响机制。

红细胞特异性转染突破

13G10载体在5:1电荷比下实现86%外周血靶向，流式分析显示12%网织红细胞(Ter119⁺CD71⁺)表达eGFP，而成熟红细胞和PBMCs转染率<1%。这种选择性源于载体对保留翻译机器的未成熟红细胞的特殊亲和力。

安全性验证

三周重复给药实验显示稳定表达，血清细胞因子检测证实无免疫原性。H&E染色显示主要器官无病理改变，溶血实验证实降解产物酒精的溶血率<1%。

该研究开创性地将代谢物环化化学转化为递送技术，其核心价值体现在三方面：1) 作为首个纯单组分mRNA载体，4步合成工艺大幅降低生产成本；2) 缓冲液调控的器官靶向性为精准医疗提供新维度；3) 红细胞转染技术为血红蛋白病治疗开辟新途径。特别值得注意的是，DIGITs对网织红细胞的高效转染能力，为镰状细胞贫血等疾病的基因编辑提供了前所未有的靶向工具。这种将基础代谢化学与尖端递送技术相融合的研究范式，预示着RNA药物开发进入精准可控的新时代。