用于RNA递送的脂质纳米颗粒的化学性质

Chemistry of Lipid Nanoparticles for RNA Delivery

摘要
脂质纳米颗粒（LNPs）是一种具有均匀脂质核的脂质囊泡。这些囊泡广泛用于小分子药物和核酸的递送，最近因其作为COVID-19 mRNA疫苗的递送平台取得了显著成功而受到广泛关注。尽管如此，mRNA诱导的瞬时蛋白表达的应用远远超出了传染病疫苗的范畴，它们还有望成为癌症疫苗、蛋白质替代疗法和罕见遗传疾病的基因编辑组件。然而，裸mRNA本质上是不稳定的，容易被核酸酶和自水解快速降解。LNPs内mRNA的封装保护mRNA免受细胞外核糖核酸酶的攻击，并有助于细胞内mRNA的传递。在这篇文章中，我们讨论了LNPs用于RNA递送的核心特征。我们专注于设计用于传递mRNA的LNPs;然而，我们也包括siRNA-LNP传递的例子，以突出由于核酸结构的共性和差异性。首先，我们介绍LNPs的概念，利用核酸作为治疗剂的优点和缺点，以及LNPs分子组成背后的一般原因。我们还简要介绍了基于lnp的核酸疗法的最新临床成功。其次，介绍了LNP自组装的理论和方法。所有制备方法背后的共同思想是诱导核酸和带电脂质之间的静电相互作用，并通过疏水相互作用促进纳米颗粒的生长。第三，我们分解LNP的组成，特别注意每个组成部分的基本性质和目的。这包括确定的分子设计标准，商业来源，对细胞内运输的影响，以及对LNPs性质的贡献。LNPs的关键成分之一是可电离脂质，它启动与内体膜的静电结合并促进细胞质释放；然而，其他脂质成分的作用不应被忽视，因为它们与LNPs的稳定性、清除和分布有关。第四，我们回顾了LNP结构作为一个整体的属性，它可以严重影响RNA的传递。这些属性包括LNP的大小、电荷、内部结构、脂质包装、脂质膜水合作用、稳定性和对生物大分子的亲和力。我们还将讨论用于检查这些属性的特定技术，以及如何对它们进行调整。最后，我们对RNA治疗的未来以及LNP配方和优化领域的一些问题提出了我们的观点。

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