两亲性辛烯基丙氨酸修饰肽介导高效siRNA递送：突破肝外组织基因沉默的递送瓶颈

这篇研究聚焦于利用辛烯基丙氨酸修饰的细胞穿透肽（CPP）提升小干扰RNA（siRNA）的递送效率。通过设计新型hPep肽家族，研究者证实辛烯基丙氨酸修饰可增强siRNA纳米颗粒（NP）稳定性、促进细胞摄取和内涵体逃逸，并在报告基因（Luc2）和疾病相关靶点（CD45）模型中实现高效RNA干扰（RNAi）。体内实验显示该递送系统能显著提高siRNA在肝、脾、肺等组织的蓄积，为肝外疾病治疗提供了新策略。

　　

两亲性辛烯基丙氨酸修饰肽的递送突破

RNA干扰（RNAi） therapeutics的临床转化面临重大挑战：13-17 kDa的siRNA分子难以自发穿透细胞膜，且易被核酸酶降解。虽然化学修饰（如磷硫酰骨架、2′-O-甲基化）提升了稳定性，但肝外组织递送仍是未解难题。本研究通过创新性设计hPep肽家族，在α螺旋结构中引入(R)-2-(7-辛烯基)丙氨酸（R8）和(S)-2-(7-辛烯基)丙氨酸（S8）修饰，开辟了非肝靶向递送新路径。

结构设计与理化特性

hPep系列肽采用"疏水面-丙氨酸间隔-阳离子面"的螺旋轮设计。CD光谱显示，随着辛烯基丙氨酸数量增加（hPep1含1个R8+1个S5→hPep3含3个R8），α螺旋含量从15%跃升至70%。这种修饰显著提升了两亲性：hPep3的疏水碳原子数达24个，较对照肽（Ctrl）增加8倍。在MR30（N/P比4.3）条件下，hPep3/siRNA纳米颗粒（NP）呈现理想理化特性：粒径80-120 nm、PDI<0.31、zeta电位+15 mV，且SYBR Gold检测显示siRNA封装率>90%。

突破性递送机制

辛烯基丙氨酸通过三重作用机制提升效率：

1. 1.

   纳米颗粒稳定性：肝素置换实验表明，hPep3 NPs需最高浓度（1.5 μg/mL）才能释放50% siRNA，稳定性显著优于hPep1（0.75 μg/mL）和Ctrl肽（0.3 μg/mL）

2. 2.

   细胞摄取动力学：定量检测显示hPep3在200 nM浓度下摄取量达450 RFU/μg蛋白，是hPep1的2.3倍。共聚焦显微镜观察到1小时内即可完成内化

3. 3.

   内涵体逃逸：红细胞溶血实验揭示关键发现——hPep3在pH5.5（模拟晚期内涵体环境）仍保持50%膜活性，而hPep2仅25%。这解释了为何仅有hPep3能实现有效基因沉默

基因沉默效能验证

在HEK-Luc报告系统中，hPep3/siLuc NPs展现剂量依赖性沉默效应，200 nM时实现75%荧光素酶 knockdown。氯喹（CQ）处理使沉默效率再提升30%，证实内涵体逃逸是限速步骤。更令人振奋的是，在RAW264.7巨噬细胞中，hPep3/siCD45 NPs使CD45蛋白表达降低52.4%（流式细胞术检测），这个白细胞共同抗原的成功沉默为白血病、自身免疫病治疗提供了可能。

突破肝靶向限制的体内证据

静脉注射实验显示，hPep3使siRNA在肺、肝、脾的蓄积分别提升7.5倍、14.9倍和15.2倍。值得注意的是，肾脏分布减少30%，表明纳米颗粒成功规避了快速清除。组织分布图谱揭示：hPep3将siRNA的肝外递送比例从<5%提升至34%，突破现有LNP和GalNAc偶联技术的局限。

这项研究开创性地证明：通过精确调控氨基酸侧链化学，可同步解决siRNA递送的三大瓶颈——纳米颗粒稳定性、细胞摄取效率和内涵体逃逸。hPep3展现的肝外组织靶向能力，为心血管疾病、肺部疾病、免疫性疾病等非肝靶点治疗开辟了新途径。未来研究可进一步探索不同碳链长度（C4-C8）烷基化修饰对组织特异性的影响，推动RNAi therapeutics向全身性疾病治疗迈进。