脂质纳米颗粒因其高效性、生物相容性、安全性以及适合重复给药的特点，已成为递送核酸的主要非病毒载体。1,2在COVID-19疫情期间，辉瑞-BioNTech和Moderna成功研发出的信使RNA疫苗，充分展现了其在临床应用中的优势。3,4因此，脂质纳米颗粒在众多临床研究中被广泛用于疫苗接种、癌症免疫疗法、蛋白质替代疗法以及基因编辑等多种生物医学领域。5,6,7,8,9,10尽管取得了这些进展，但由于脂质纳米颗粒会与载脂蛋白E发生相互作用，从而被肝脏中的肝细胞通过受体摄取，它们主要会在肝脏中积聚，这大大限制了其在肝脏外组织的应用。11为克服这一限制，人们通过在脂质纳米颗粒表面结合抗体、肽或适配体等靶向配体，开发出了具有主动靶向功能的新一代脂质纳米颗粒，以此通过配体-受体相互作用实现更精准的组织和细胞靶向。12,13,14,15,16然而，这类带有配体功能的脂质纳米颗粒存在诸多实际问题和机制上的缺陷，包括表面修饰过程中配体方向难以控制、可规模化生产和重复性较差、由于单价靶向机制难以针对具有多种类型细胞的疾病，以及体内环境中蛋白质冠层会迅速掩盖其表面特征。17,18这些问题使得基于主动靶向机制的脂质纳米颗粒递送系统难以实现稳定可靠的靶向效果，因此人们亟需寻找无需牺牲应用潜力即可实现精准靶向的替代方案。11
为解决主动靶向机制的难题，选择性器官靶向脂质纳米颗粒应运而生，它利用机体自身的靶向机制，借助蛋白质冠层的形成来实现核酸在特定组织中的递送。19通过在传统的四组分脂质纳米颗粒配方中添加额外的脂质成分，这类纳米颗粒可以改变自身的物理化学性质，从而选择性地与血清中的特定蛋白结合。11与带有配体功能的脂质纳米颗粒相比，这种基于蛋白质冠层的靶向方式无需复杂的表面修饰工艺，就能实现向肝脏外的肺、脾、肾、骨髓等器官的精准递送，且结果具有更好的可预测性和重复性。20,21,22另一种值得关注的策略是仿生细胞膜包被技术，它通过用天然细胞膜包裹合成纳米颗粒，使这些纳米颗粒具备来源细胞的表面抗原特征，从而通过表达“自我标记物”来规避免疫反应，延长在体内的循环时间，并能定向到达特定的组织或病理微环境。23,24,25值得注意的是，由红细胞、血小板、免疫细胞以及癌细胞等多种细胞类型的细胞膜制成的包被纳米颗粒，在损伤的血管、炎症组织、免疫细胞、肿瘤以及细菌感染等场景中，都展现出了出色的靶向能力。26,27,28,29,30,31,32,33受这些研究的启发，我们试图将细胞膜包被技术与选择性器官靶向脂质纳米颗粒相结合，打造出一个同时具备主动靶向和内在靶向功能的双特异性靶向平台，从而实现RNA疗法在肝脏外组织中的有效递送。
本文我们介绍了一种仿生策略，即结合天然细胞膜包被技术与选择性器官靶向脂质纳米颗粒，以实现脂质纳米颗粒在体内的细胞特异性递送。作为概念验证，我们将这一平台应用于黑色素瘤肺转移模型——这是一种临床治疗难度较高且易发生扩散的癌症类型。具体来说，我们从天然血小板中提取细胞膜，并将其包覆在选择性器官靶向脂质纳米颗粒上，从而得到了血小板膜包被的选择性器官靶向脂质纳米颗粒（图1）。我们之前研究中所设计的选择性器官靶向脂质纳米颗粒核心结构，本身就具备高核酸装载量、有效的内体逃逸能力以及强大的内在肺部靶向功能。34而加入血小板膜后，还能通过血小板上的P-选择素与黑色素瘤及其他癌细胞表面的CD44之间的相互作用，实现主动的肿瘤靶向。35,36经过优化膜与脂质比例后制备的这类纳米颗粒，在多种肿瘤细胞系中，其转染效率均显著高于普通脂质纳米颗粒，这些肿瘤细胞系包括B16F10黑色素瘤细胞、4T1乳腺癌细胞以及MC38结肠腺癌细胞。在鼠类黑色素瘤肺转移模型中，静脉注射这类纳米颗粒后，它们在肿瘤部位的积累程度明显更高。这种更强的肿瘤亲和性不仅使得治疗靶基因的沉默效果更加显著，还大幅减少了转移灶的数量，同时提升了动物的生存时间，相较普通脂质纳米颗粒而言效果更为优异。总体而言，这些研究结果证明了将细胞膜包被技术与选择性器官靶向脂质纳米颗粒结合，能够构建出一个兼具内在靶向和主动靶向功能的先进递送平台。这种双特异性靶向的mRNA递送平台，在针对肝脏外疾病的精准基因疗法中具有广泛的应用前景。
