用于非病毒基因递送的模块化弹性蛋白样多肽纳米粒子的理性设计

《Accounts of Chemical Research》：Rational Design of Modular Elastin-like Polypeptide Nanoparticles for Nonviral Gene Delivery

　　

概述

基因治疗已发展成为现代医学的基石，其应用范围包括反义寡核苷酸治疗、RNA干扰疗法、mRNA疫苗、体内CAR-T细胞疗法以及CRISPR介导的体内基因编辑。这种不断发展的治疗方法对传递系统提出了更高的要求，这些系统需要具备目标特异性、重复给药的可适应性、存储稳定性以及可扩展的可制造性。尽管病毒载体和脂质纳米颗粒（LNPs）在临床应用中取得了成功，但它们难以完全满足这些不断变化的需求，这凸显了寻找替代方案的重要性。非病毒基因传递是一个高度复杂的过程，要求传递系统在血浆稳定性和储存稳定性、在目标生物环境中适当释放载物的动力学反应，以及从体内清除载物的能力之间找到恰当的平衡，以尽量减少急性或长期毒性。类弹性蛋白多肽（ELPs）由于具有可调性、低免疫原性和可生物降解性，已成为很有前景的载体。越来越多的实验室正在利用ELPs的潜力来开发新型基因传递系统以实现这些目标。本文综述了我们实验室在过去十年中在ELPs领域持续的研究成果，最终开发出了层状类弹性蛋白多肽核酸纳米颗粒（LENN）平台，这是一种模块化且可生物制造的非病毒基因传递系统。我们开创了一种快速的有机溶剂提取-沉淀纯化方法，该方法与肽序列无关，能获得内毒素水平低的材料，并保持融合结构的功能性。LENN的组装是通过使用环糊精-聚精氨酸结合物使核酸静电聚集形成核心，然后通过可逆的主客体相互作用覆盖ELP壳层来实现的，从而制备出具有高效RNA包封能力的纳米颗粒。本文对LENN与LNPs、典型的基于肽的载体以及聚合物非病毒系统进行了设计比较，展示了LENN的模块化特性，使其关键功能元素可以独立优化。靶向LENN能够在EGFR⁺膀胱癌细胞中快速内化并逃逸到内体中，从而实现高效的mRNA表达和siRNA干扰。机制研究证实了其通过吞噬体介导的途径进入细胞，并激活了促进载物释放的脂质重塑过程。在一项初步的概念验证研究中，经过EGF修饰的LENN在原位膀胱癌模型中注射后表现出明显的肿瘤结合能力。这些研究凸显了LENN设计的模块化特点，以及其作为可调、生物相容性核酸治疗平台的潜力。

? 2026 作者。美国化学学会出版