口服生物可利用的非编码RNA药物TY1通过靶向巨噬细胞发挥组织保护作用

这篇研究突破性地开发了酪蛋白-壳聚糖(C2)胶束包裹的合成非编码RNA(ncRNA)TY1C2口服制剂，首次实现RNA药物的高效胃肠递送。该制剂能抵抗消化酶降解，被肠道固有层和派尔集合淋巴结巨噬细胞摄取，随后在循环单核细胞中持续存在72小时，在心肌梗死和急性肺损伤模型中展现出与静脉注射相当的器官保护效果，为靶向巨噬细胞的RNA疗法开辟了新途径。

　　

ABSTRACT

研究团队成功开发了首个具有口服生物利用度的RNA药物递送系统。通过将24核苷酸合成非编码RNA TY1包裹于酪蛋白(casein)-壳聚糖(chitosan)复合胶束(TY1^C2)，该制剂能有效抵抗胃肠道的酶解作用。在健康小鼠中长期给药显示良好耐受性，于心肌梗死大鼠模型和急性肺损伤小鼠模型中，单次口服即可产生与静脉注射相当的器官保护效果。

1 Introduction

RNA药物面临的最大挑战是递送问题。现有RNA疗法均需注射给药，而TY1^C2的创新配方突破了这一限制。TY1是一种靶向巨噬细胞的稳定化ncRNA，其静脉制剂(TY1-IV)已证实可减轻心肌损伤。本研究通过模拟牛奶外泌体的天然递送机制，结合壳聚糖的免疫调节特性，构建了新型口服递送平台。

2 Results

2.1 Casein-Chitosan Formulation Efficiently Encapsulates and Protects TY1

C2配方制备的纳米颗粒平均直径约200nm，包封率达95%。在RNase A和Proteinase K双重消化实验中，仅TY1^C2能完全抵抗降解，而单纯酪蛋白包裹组(TY1^C)和LNP组(TY1-IV)均被迅速分解。动态光散射分析显示C2胶束具有最优的粒径分布和颗粒浓度。

2.2 Chronic Administration of TY1^C2 Is Well Tolerated in Healthy Animals

连续4周、每周两次的灌胃给药显示，0.2mg/kg剂量的TY1^C2未引起体重变化、运动耐力下降或器官病理改变。血液生化检测显示肝功能、血脂谱等指标均保持正常，组织学分析未发现炎症浸润或纤维化征象。

2.3 TY1^C2 Protects Heart and Lung Tissue Post-Injury

在心肌梗死模型中，单次口服TY1^C2使心肌肌钙蛋白I水平降低35%，梗死面积减少42%，效果与静脉注射相当。在博来霉素诱导的急性肺损伤模型中，TY1^C2处理组肺重/体重比下降28%，肺组织IL-6表达降低2.3倍。值得注意的是，单纯酪蛋白配方效果不稳定，突显壳聚糖的关键作用。

2.4 Orally-Delivered TY1^C2 Is Taken Up by Macrophages in the Small Intestine

荧光标记实验揭示TY1^C2在灌胃30分钟后即富集于小肠，4小时后信号减弱。流式细胞术显示上皮细胞(EpCAM⁺)无摄取，而派尔结和固有层中F4/80⁺巨噬细胞摄取显著。qPCR检测发现循环单核细胞(CD11b⁺)在3-72小时持续携带TY1，这些细胞的IL-1α、TNF-α和IFN-γ表达显著下调。对照实验表明，靶向肝细胞的FVII siRNA即使用C2递送也无效，证实该途径的细胞特异性。

3 Methods

研究采用纳米颗粒追踪分析(NanoSight NS300)表征制剂特性，通过结扎左前降支冠状动脉45分钟建立大鼠心梗模型，使用1% TTC染色量化梗死面积。肠道免疫细胞分离采用Lamina Propria Dissociation Kit，流式抗体包括FITC-CD45、PE-F4/80等组合。

4 Discussion

该研究突破性地解决了RNA口服递送三大难题：胃酸降解、核酸酶分解和肠上皮渗透障碍。C2配方中，酪蛋白提供持续释放特性，壳聚糖则促进肠道免疫细胞摄取。不同于传统认知，TY1^C2并非通过血液循环发挥作用，而是建立"肠道巨噬细胞-循环单核细胞"的独特递送路径。这种靶向巨噬细胞的递送策略，为炎症性疾病和器官损伤治疗提供了新思路。

Author Contributions

Shukuro Yamaguchi和Kazutaka Miyamoto共同完成主要实验，Eduardo Marbán和Ahmed G. E. Ibrahim负责课题设计和论文撰写。研究获得美国国立卫生研究院(R01HL142579等)和加州再生医学研究所资助。