信使 RNA (mRNA) 是一种生物分子，可将细胞核中基因编码的信息传递到细胞质，供核糖体合成蛋白质。可以设计 mRNA 序列来编码特定的蛋白质;最著名的例子是 COVID-19 的 mRNA 疫苗。mRNA 分子很大且化学性质不稳定，因此必须使用载体将 mRNA 递送至细胞。用于递送 mRNA 的最先进技术之一是脂质纳米颗粒 (LNP)，它由可电离的脂质、胆固醇、辅助脂质和聚乙二醇组成。
由北海道大学药学系助理教授 Yusuke Sato 和 Hideyoshi Harashima 教授以及 Nitto Denko Corporation 的 Kazuki Hashiba 领导的一组研究人员开发了一种新的支链可电离脂质，当它包含在 LNP 中时，可以大大增加mRNA传递的效率。他们的研究结果发表在《小科学》杂志上。
以前的工作表明，具有分支尾的可电离脂质提高了 LNP 传递 mRNA 的效率。然而，两个主要问题阻碍了对分支可电离脂质的影响进行系统分析。首先，尾部分支导致化学物质的巨大多样性;其次，市售的支化可电离脂质的数量是有限的。为了克服这些障碍，研究人员生成了一个系统化的分支可电离脂质脂质库，并将该库限制为一个特定的分支脂质子集，该子集可以仅用两个参数来描述：总碳数和对称性。然后，他们测试了该文库中的 32 种脂质对含有 mRNA (LNP-RNA) 的 LNP 稳定性的影响。
研究小组发现，含有高度对称的支链脂质的 LNP-RNA 表现出更大的微粘度，而更高的微粘度与 LNP-RNA 在储存中的稳定性增加呈正相关。LNP-RNA中高度对称的分支脂质也与小鼠肝脏和脾脏中的蛋白质表达呈正相关。他们确定支链的长度会影响器官选择性。
通过分支脂质 CL4F 8-6 实现了 mRNA 最稳定的储存和最有效的递送。作者证明，这种特殊的脂质可用于为基因编辑设计的 LNP，只需一剂 LNP，即可在小鼠中实现 77% 的靶基因抑制。
该研究表明，具有高度对称性的支链脂质有助于优化 LNP 特性，从而实现有效的细胞内递送和稳定的配方。未来的工作将集中在开发扩展的脂质库以了解其他支链脂质的特性，并可能导致新脂质的设计。
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