best365体育·(中国)官网登录大全-IOS/Android版

86-021-37827858
EN
您当前的位置: 首页 >新闻资讯 >新闻资讯

NEWS

新闻资讯

mRNA-LNP的结构到底是怎样的?

发布日期:2021/7/23 10:45:22


mRNA-LNP无疑是近两年较为火热的研究热点,随着新冠疫情的不断肆虐,几款采用了mRNA-LNP的新冠疫苗陆续上市,使人们对这一具有广泛应用前景的技术愈发重视。那么对于一个制备良好的mRNA-LNP,其内部分子组成结构到底是怎样的呢?今天小编就通过相关研究带大家一起探索其组成结构。


首先,目前普遍采用的mRNA-LNP处方多是通过由阳离子磷脂、DSPC(二硬脂酰磷脂酰胆碱)、胆固醇、DMPE-PEG2000(磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000)构建的LNP来实现对mRNA分子的包载。几种磷脂分子发挥各自的功效将mRNA分子包裹在内部形成一个球形的脂质纳米粒,而且通过处方的调整,也可以实现粒径大小不同的LNP制备,详见图1电镜图。


图1. LNP的冷冻透射电镜图,a、b、c分别为粒径大小在48nm、64nm、100nm左右的LNP



随后采用小角中子散射技术来进一步研究LNP上的磷脂分子分布情况,利用氘化的DSPC和胆固醇进行LNP的制备,并分别在不同比例下的D2O/H2O缓冲液中检测其散射信号。结果如图2A,散射信号只在缓冲液中D2O较低时检测到,即在 1 nm?1处有一明显的峰。而DSPC的散射长度密度(SLD)和其他磷脂材料有很大的区别,这些散射曲线都与之前报道过的核-壳结构体系的小角散射的结果相似,而且图中的数据拟合与一核两层壳的结构最为吻合。图2B中的散射长度密度数据则可代表LNP外壳到中心的距离,图2C则是根据散射结果分析后得到的LNP结构的模型示意图。在此模型中,我们认为LNP的核由阳离子磷脂、胆固醇、mRNA和水组成,在此核的外部是一层2.4 nm厚的由DSPC,少部分的阳离子磷脂、胆固醇以及PEG磷脂中的DMPE端组成的单层壳。再向外则是一层约4 nm厚的PEG磷脂壳。


图2. (A)不同D2O含量下的LNP小角中子散射结果,从上至下分别为18%、27%、50%、68%、100%的D2O(B) SLD曲线作为LNP中心距离的函数,与A中数据的拟合相对应。(C) 根据SLD数据描绘的LNP中脂质分布示意图


同时,根据LNP主要成分的SLD数据,详见表1,可以详细验证LNP系统的组成。溶剂的SLD由H2O/D2O的比例给出,PEG层的SLD随着它延伸到溶剂中而变化。在LNP中,内核的SLD是恒定的,但随着D2O含量的变化而变化。mRNA的SLD也随着D2O体积分数的增加而增加,因为它含有可以交换为氘的不稳定氢。利用拟合的内核SLD值作为D2O含量的函数,以及LNP组分已知的SLD值(表1)与建立的脂质:mRNA摩尔比,根据以下公式可以计算LNP中的水含量。其中V是各成分的体积分数。


VDLin-MC3-DMA · SLDDLin-MC3-DMA + VChol · SLDChol+ VH2O · SLDH2O +VRNA · SLDRNA =SLDcore




脂质单层的SLD不依赖于溶剂而保持恒定,这证实了如预期的那样,该层中没有溶剂存在。由阳离子磷脂(DLin-MC3-DMA)、DSPC、胆固醇、PEG磷脂中的DMPE段包裹在核心外。


目前这一mRNA-LNP的结构也是目前比较公认的一种结构,但是通过相关研究可以进一步为我们提供有力的科研依据。几种脂质成分不是均匀的随意分布在LNP上的,其结构信息也会给研究者们提供更多的灵感,以帮助他们设计研发更加合理有效的mRNA-LNP出来。


参考文献:

1. Zackrisson M, et al. (2005) Small-angle neutron scattering on a core-shell colloidal system: A contrast-variation study. Langmuir 21:10835–10845

2. Belliveau NM, et al. (2012) Microfluidic synthesis of highly potent limit-size lipid nanoparticles for in vivo delivery of siRNA. Mol Ther Nucleic Acids 1:e37.

3. Marianna YA, et al.(2018)Successful reprogramming of cellular protein production through mRNA delivered by functionalized lipid nanoparticles. PNAS 115: E3351–E3360


纳米药物制备系统


应用范围:


点击以下链接,查看往期回顾


核酸脂质纳米粒科普——氮磷比计算

通过微流控技术高效、可放大的制备核酸脂质纳米粒

大小、结构不同的mRNA-LNP,细胞内的蛋白表达会不同吗?—— 粒径大小篇

mRNA体内递送载体有哪些?

NanoAssemblr制备的LNP实现对CRISPR-Cas9的高效递送

核酸脂质纳米粒(LNP)科普 —— 组成成分及作用

©Copyright 2017 best365体育官网登录大全 沪ICP备17032315号
XML 地图