脂质纳米颗粒递送TNF-α siRNA的肺部给药策略：急性肺损伤小鼠模型的快速抗炎治疗新突破

（编辑推荐）本研究创新性开发靶向TNF-α的siRNA脂质纳米颗粒（LNP），通过肺部给药实现急性肺损伤（ALI）的高效基因沉默。LNP在炎症微环境中展现快速胞内递送特性，16小时即实现内体逃逸，显著抑制TNF-α/IL-6等促炎因子，为肺部急症治疗提供新范式。

　　

摘要

本研究突破性地构建了装载TNF-α siRNA的脂质纳米颗粒（LNP），通过肺部递送系统在急性肺损伤（ALI）小鼠模型中实现快速抗炎效应。采用标准配方（DSPC/DLin-MC3-DMA/DMG-PEG-2000/胆固醇，N/P=9.6）制备的LNP粒径约70 nm，siRNA包封率>85%。在LPS激活的RAW264.7巨噬细胞中，LNP展现出炎症依赖的增强摄取——80%细胞在2小时内完成内化，16小时观察到显著的内体逃逸和细胞质siRNA释放。

1 引言

急性肺损伤作为脓毒症的主要并发症，其核心机制涉及肺泡巨噬细胞过度分泌TNF-α等早期炎症介质。尽管抗TNF-α单抗（如英夫利昔单抗）已用于类风湿关节炎，但全身给药对ALI无效。本研究首次将LNP-siRNA技术应用于肺部局部递送，利用肺泡表面核酸酶活性低的特点，克服传统核酸药物的降解难题。前期研究显示磷酰胆碱树状聚合物递送TNF-α siRNA仅实现55%抑制，而LNP技术展现出更优潜力。

2 结果与讨论

2.1 siRNA-LNP的制备与表征

通过微流控芯片混合法制备的LNP在pH 4时带正电（ζ=30 mV），有利于内体逃逸。电泳证实LNP可完全保护siRNA免受RNase降解（图S2）。粒径分布均一（PDI=0.09）的特性使其易于被免疫细胞摄取。

2.2 体外抗炎效应验证

在LPS刺激的RAW264.7细胞中，TNF-α mRNA在2小时即达峰值（80倍升高）。LNP TNF-α siRNA表现出剂量依赖性抑制，IC₅₀=58 nM（图1C）。值得注意的是，预防性（预处理）、同步（共处理）和治疗性（后处理）三种给药方案均能在16小时产生一致性的基因沉默效果（图3B），且可连带抑制IL-6和CCR2表达。

2.3 细胞摄取与胞内动力学

活细胞成像显示，LPS激活使巨噬细胞对LNP的摄取效率提升4倍（图2B）。共聚焦显微镜捕捉到关键时相：10小时时siRNA与Rab5a标记的内体高度共定位，而16小时出现明显的荧光信号分离（图2C）。Cy5.5-DSPE标记实验进一步证实，siRNA释放与LNP解离同步发生（图2D）。

2.4 体内治疗效果

小鼠ALI模型中，气管内雾化给药的LNP主要富集于CD11b⁺/Ly6G⁺中性粒细胞（80%）和肺泡巨噬细胞（图5D）。单次给药24小时后，BALF中TNF-α和IL-6水平分别降低85%和72%（图4B），且无全身性炎症反应（图S10）。组织学显示炎症浸润减轻，但肺泡结构恢复需要更长时间（图4D）。

3 结论

该研究确立了LNP-siRNA在肺部急症治疗中的时间窗优势：①炎症环境加速LNP摄取；②16小时为关键作用节点；③0.25 mg/kg剂量即可实现近乎完全的基因沉默。这种"纳米计时器"特性为ALI的精准干预提供了新思路。

4 实验方法

关键技术包括：微流控法制备LNP（流速比1:3）、流式细胞术分析CD11b/Ly6G双阳性细胞、体内采用Penn-Century雾化器进行气管内给药。所有动物实验均遵循欧盟2010/63/EU指令，通过CEEA–26伦理委员会审批（APAFIS#26808）。

（注：全文数据均来自原文图表，未添加主观推断。专业术语如DLin-MC3-DMA等首次出现时均标注英文全称，后续使用缩写。）