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位点特异性 mRNA 递送的靶向策略
mRNA 疫苗在抗击 COVID-19 方面的成功，使 mRNA 疗法成为基因治疗中一个充满希望的领域，涵盖蛋白质替代、疫苗免疫学和再生医学等应用。1、2 尽管 mRNA 的脆弱性和负电荷带来了挑战，但人们已经探索了各种递送系统来加速 mRNA 疗法的开发，其中脂质纳米颗粒 (LNP) 成为临床前和临床研究中最成功和最主要的纳米载体。3 为了将这些纳米载体的成功扩展到更多基于 mRNA 的治疗领域，关键在于提高疗效同时最大限度地减少副作用，这强调了精准递送 mRNA 的重要性。实现精确的位点特异性 mRNA 递送需要仔细考虑各个层面的潜在障碍，包括器官、组织和细胞结构。 4 − 7 本观点深入探讨了纳米载体克服多层次障碍并实现位点特异性 mRNA 递送的靶向递送策略概述，包括优化给药途径、促进被动靶向和促进主动靶向（图 1）。目的是通过不同的靶向策略应对挑战并阐明优化 mRNA 递送系统的方向，从而释放 mRNA 治疗在各种应用中的潜力。■ 给药途径
用于治疗血液疾病的 CRISPR 药物
血液疾病是一组影响人类健康的疾病，包括血液肿瘤、凝血障碍和孤儿免疫缺陷疾病。目前基于基因组编辑的疗法的改进已证明可用于治疗不同的血液疾病，并已获得临床前和临床证据。基因组编辑组件（如 Cas 核酸酶、向导 RNA 和碱基编辑器）以质粒、mRNA 或核糖核蛋白复合物的形式提供。此类组件最常见的递送载体包括病毒载体（例如 AAV 和 RV）、非病毒载体（例如 LNP 和聚合物）和物理递送方法（例如电穿孔和微注射）。上述每种递送载体都有各自的优点和缺点，开发一种安全的体外和体内应用基因组编辑组件的转移方法仍然是一个巨大的挑战。此外，将基因组编辑有效载荷递送到目标血细胞具有关键挑战，可以为患有遗传性单基因血液疾病和血液肿瘤的患者提供可能的治疗方法。本文，我们批判性地回顾和总结了在体外或体内环境中将基因组编辑元件递送至相关血细胞的进展和挑战。此外，我们试图提供基因组编辑治疗血液疾病的未来临床视角，并可能在递送方法方面实现临床级改进。
固体脂质纳米粒子 (SLN) 作为一种新型药物输送...
文章历史：提交日期：2020 年 3 月 6 日修订日期：2020 年 4 月 10 日接受日期：2020 年 5 月 11 日摘要固体脂质纳米粒子 (SLN) 于 1991 年底首次推出，作为已知的旧胶体载体（如乳液、脂质体和聚合物微粒和纳米粒子）的替代转运系统。SLN 具有经典结构的优点和潜力，但避免了它们的一些常见和已知的缺点。本文回顾了 SLN 的生产技术、药物的整合、负载能力和药物的释放，特别强调了药物释放技术。与将 SLN 引入制药行业有关的问题，例如赋形剂的地位。从一开始，在过去十年中，脂质纳米粒子 (LNP) 就引起了特别广泛的关注。纳米结构脂质转运体强脂质纳米颗粒 (SLN) 成为由脂质形成的两种最重要的纳米颗粒形式。SLN 的设计能够克服某些类型的胶体载体的限制，如脂质体、乳液和聚合物纳米颗粒，因为它们具有良好的一面，如强大的排放曲线和引导药物分布，具有最完美的物理健康。NLC 将在下一代脂质纳米颗粒中改进 SLN，以增强稳定性、安全性和容量负载。本文重点介绍使用均质化和溶剂蒸发等先进生产技术减少毒性作用的方法。因为它为固体脂质纳米颗粒提供了便利
纳米颗粒的组合设计用于肺mRNA递送和基因组编辑
使用病毒载体（例如AAV）实现了体内基因编辑，但是这些稳定的基于DNA的载体导致Cas9核糖核酸酶和SGRNA在细胞7中的长期表达。虽然扩展到编辑机械的接触可能有利于基因校正率，但它也可能导致脱靶遗传改变的积累8，9。此外，AAV CAPSIDS的免疫原性触发中和抗体和T细胞反应限制了基于AAV的治疗方法的重复给药10；但是，由于较高的细胞周转率11，肺中的基因编辑受益于重复给药。此外，尺寸限制对将有效的Pyogenes CRISPR-CAS9（SPCAS9）构建体构成了挑战，将其限制到AAVS 12中。可以通过非病毒，基于mRNA的递送平台来克服这些局限性，该平台能够瞬时表达并重复给药13。LNP是最先进的非病毒载体，如Moderna和Pfizer/Biontech开发的广泛接受的mRNA疫苗技术所见，并在Cas9肝基因编辑平台14-16中显示出巨大的希望。然而，尚未报告基于LNP的CAS9递送系统，用于有效的肺基因修饰。与肝脏相比，由于其专门的细胞类型，粘液屏障和粘膜缩减清除率，肺部对分娩构成了独特的挑战。因此，由于大多数病毒和非病毒方法17，气道上皮仍然很差，因此仍然需要采取有效的方法。
PCNA 的靶向降解优于化学计量抑制，导致程序性细胞死亡
靶向蛋白质降解已成为一种强大的技术 - 既是一种生物学工具，也可用于拓宽治疗性蛋白质组。作为探索这种方法对历史上难以攻克的靶标的工具，我们之前已经开发了“生物降解剂” - 靶向降解融合构建体，由与修饰的 E3 连接酶受体连接的微型蛋白质/肽组成。在此，我们通过对 Con1-SPOP 的详细研究深入了解了生物降解剂的效用和潜力，Con1-SPOP 是一种可快速降解潜在癌症靶标增殖细胞核抗原 (PCNA) 的生物降解剂。在各种环境中，活性生物降解剂 (Con1-SPOP) 在药理学上优于其化学计量（非降解）抑制剂等效物 (Con1-SPOP mut)。具体而言，除了在 2D 细胞培养和 3D 球体中具有更强的抗增殖作用外，PCNA 降解还独特地诱导了 DNA 损伤、细胞凋亡和坏死。在强力霉素 (Dox) 诱导下表达 Con1-SPOP 的稳定细胞系的整体蛋白质组学分析表明，有丝分裂受损和线粒体功能障碍是 PCNA 降解的直接后果，而化学计量抑制剂蛋白则未观察到这种影响。为了评估生物降解剂的治疗潜力，我们表明 Dox 诱导的 Con1-SPOP 在异种移植模型中实现了完全的肿瘤生长抑制。为了探索生物降解剂作为一种新型治疗方式的应用，合成了编码 Con1-SPOP 的修饰 mRNA 并将其封装到脂质纳米颗粒 (LNP) 中。该方法成功地在体外递送了 mRNA，以在应用后数小时内以纳摩尔效力耗尽内源性 PCNA。总体而言，我们的结果证明了生物降解剂作为生物工具的效用，并强调靶向降解是一种比化学计量抑制更有效的方法。最后，一旦体内递送和表达得到优化，生物降解剂就可能成为一种令人兴奋的治疗方式。
提高癌症治疗的精准度：基因治疗和免疫调节在肿瘤学中的作用
基因疗法长期以来一直是治疗罕见病和遗传性疾病的基石，为曾经被认为无法治愈的疾病提供了有针对性的解决方案。随着该领域的发展，其变革潜力现已扩展到肿瘤学，个性化疗法可解决癌症的遗传和免疫相关复杂性。本综述重点介绍了创新的治疗策略，包括基因置换、基因沉默、溶瘤病毒疗法、CAR-T 细胞疗法和 CRISPR-Cas9 基因编辑，重点介绍它们在血液系统恶性肿瘤和实体瘤中的应用。CRISPR-Cas9 是精准医疗的革命性工具，可以精确编辑致癌突变，增强免疫反应并破坏肿瘤生长机制。此外，新兴方法针对铁死亡（一种受调控的铁依赖性细胞死亡形式），为选择性诱导耐药性癌症中的肿瘤细胞死亡提供了新的可能性。尽管取得了重大突破，但肿瘤异质性、免疫逃避和免疫抑制性肿瘤微环境 (TME) 等挑战仍然存在。为了克服这些障碍，人们正在探索新方法，例如双靶向、装甲 CAR-T 细胞以及与免疫检查点抑制剂和铁死亡诱导剂的联合疗法。此外，同种异体“现成” CAR-T 疗法的兴起提供了可扩展且更易于获得的治疗选择。监管环境正在不断发展以适应这些进步，美国的 RMAT（再生医学先进疗法）和欧洲的 ATMP（先进疗法药物）等框架正在快速批准基因疗法。然而，围绕基于 CRISPR 的基因编辑的伦理考虑（例如脱靶效应、种系编辑和确保公平获取）仍然处于最前沿，需要持续的伦理监督。脂质纳米颗粒 (LNP) 和外泌体等非病毒递送系统的进展正在提高基因疗法的安全性和有效性。通过将这些创新与联合疗法相结合并解决监管和道德问题，基因疗法将彻底改变癌症治疗，为血液系统肿瘤和实体肿瘤提供持久、有效和个性化的解决方案。
未来是光明的，未来是生物技术的
生物技术是一门革命性的科学分支，近年来发展迅速，处于研究和创新的最前沿。它是一门广泛的学科，利用生物体或生物过程来开发新技术，这些技术有可能改变我们的生活和工作方式，并促进可持续性和工业生产力。所产生的新工具和产品在各个领域有着广泛的应用，包括医药、农业、能源、制造业和食品业。PLOS Biology 传统上发表研究报告，报告了生物学各个学科的重大进展。然而，随着生物学的应用越来越广泛，我们研究的范围必须继续发展，产生的技术可能会改变治疗和环境。为此，我们最近发表了一系列杂志文章，重点介绍了可能在可持续未来中发挥重要作用的绿色生物技术理念[1]，包括如何利用微生物光合作用直接发电[2]以及利用微生物在采矿业中开发碳“汇”[3]。此外，在周年纪念期间，我们将发表展望文章，总结过去 20 年特定领域的生物学研究，并展望未来 20 年的发展 [ 4 ]；在本期中，这些展望文章重点关注生物技术领域的不同方面——合成生物学 [ 5 ] 和脂质纳米颗粒 (LNP) 在治疗药物输送中的应用 [ 6 ]。基因编辑疗法是生物技术领域发展最快的领域之一，它涉及使用 CRISPR-Cas9 和碱基编辑器等技术改变 DNA 以治疗或预防疾病，从而实现精确的基因修饰。这种方法在治疗多种遗传疾病方面大有可为。令人兴奋的是，在最近的精准基因组工程 Keystone 研讨会上，报告了首个体内基因组编辑临床试验的 I 期结果，该试验旨在治疗多种肝脏相关疾病，取得了令人鼓舞的成果。本期 PLOS Biology
合成脂质纳米粒子-RNA复合物并验证其生物学功能。
总之，我们能够成功转录修饰的 eGFP mRNA、Cas9 mRNA 和 sgLuc 和 sgEGFR 并将它们封装在 LNP 中。我们通过加入假尿苷并利用 CleanCap 技术引入 5' 帽来修饰 RNA，因为它不仅可以增强 RNA 的稳定性，还可以提高翻译率并最大限度地降低在细胞内转染时的毒性。我们取得的另一个有希望的结果是关于 LNP 大小、Zeta 电位和 PDI，这似乎适合在体内实验中使用。以前的研究中还没有发现利用 LNP 作为载体（除 SARS-CoV-2 mRNA 疫苗外）的基因治疗方法。更具体地说，利用安全批准的可电离 Moderna SM-102 脂质和辉瑞 ALC-0315 脂质（我们在研究中用于生成 LNP）的体内基因治疗方法至今仍不得而知。因此，我们希望将来能开发出结合这些可电离脂质的新型基因疗法。此外，目前还没有关于将 Prime editor 包装在 LNP 中的研究。我们相信可以包装 prime editor mRNA，因为我们已经证明其他小 mRNA 也可以包装在 LNP 中。其他研究通过展示 DNA 和 RNP 的封装进一步支持了这一点。再说一遍，很难找到成功将 Piezo1 mRNA 包装在 LNP 中的研究。这可能是因为长 mRNA 的体外转录很难进行，因为 RNA 的二级结构会出现，因为进行载体线性化不是一件容易的事。因此，我们无法成功转录 Piezo1 mRNA，目前正在排除故障。然而，我们相信，一旦我们成功转录 Piezo1 mRNA，这将为治疗开辟许多可能性，例如治疗脂肪肝或肝脏组织再生，后者将有助于器官捐赠后的恢复过程。
基本信息 主办实验室：Institut Galien Paris-Saclay (IGPS) CNRS UMR8612 实习地点完整地址：Eq.多点
不可或缺的信息 Laboratoire d'accueil : Institut Galien Paris-Saclay (IGPS) CNRS UMR8612 Adresse complète du lieu du stage : Eq. MULTIPHASE - 药学多尺度物理化学，巴黎萨克雷大学，HM1 楼，17 Avenue des Sciences，91400 ORSAY 负责人姓名：Angelina ANGELOVA 博士 电子邮箱：angelina.angelova@universite-paris-saclay.fr 上课时间：2025 年 1 月 20 日 - 7 月 18 日 主题名称：液晶脂质纳米粒子中的控制药物释放用于神经保护 - 科学背景 除其他神经退行性疾病外，阿尔茨海默病和帕金森病还给全球约 10 亿人带来医疗和社会经济负担，每年导致 680 万人死亡。这些疾病的特征是神经元的逐渐损失导致认知、感觉、行为和运动神经系统功能障碍。氧化应激会导致活性氧 (ROS) 的产生和自由基的形成，这是这些疾病的共同特征。这可能导致神经退化，并可能导致中枢神经系统斑块的形成。具有内部液晶组织的脂质基纳米颗粒 (LNP) 是一种新的药物输送策略，可调节细胞和组织中的 ROS 水平，从而实现神经保护和神经再生。溶致性脂质基纳米颗粒（立方体、六角体和脂质体）是抗氧化剂化合物输送的理想选择，因为它们的结构有利于增强包封效果和对活性药物成分的包封。立方体、脂质体和六角体类型的纳米载体可以提高药物的生物利用度并保护不稳定的药物分子，这些分子可以是亲水性或疏水性物质。在具有神经保护特性的其他植物化学物质中，槲皮素是一种溶解度低的多功能化合物，需要输送载体才能到达目标作用位点。液晶脂质纳米颗粒 (LCNP) 的控制释放是纳米医学研究的一个新兴领域。目前正在扩展实验以提供数据，这些数据可用于对此类受控药物输送系统中的药物释放进行动力学建模（例如，使用零级模型、一级模型、Higuchi、Korsmeyer-Peppas、Hixson-Crowell、Baker-Lonsdale、Weibull 或 Hopfenberg 模型）。
SITC-2022-IN-VIVO-DELIVERY-POSTER.pdf
免疫疗法彻底改变了癌症治疗。但是，对于大多数晚期实体瘤患者，尚未实现持续的临床益处。髓样细胞（如单核细胞和巨噬细胞）很容易积聚在肿瘤中，在某些情况下，肿瘤质量的75％。重编程循环和肿瘤与髓样细胞相关，以激活其通过吞噬作用，细胞因子分泌和抗原表现来激活抗肿瘤适应性免疫的能力，是一种有吸引力的方法，可利用并策划系统性的抗肿瘤免疫。在体内专门靶向和激活髓样细胞仍然具有挑战性。为了克服这一障碍，我们开发了一种新型的体内髓样细胞工程平台：FC A受体（FC A R）融合蛋白。与其他嵌合抗原受体（CAR）不同，该构建体是通过将肿瘤识别SCFV与人体FC受体的α链融合而设计的（CD89）。这些受体的稳定表达和功能需要内源表达的FC受体伽马链（FCR G），这是一种对免疫细胞（主要是髓样细胞）表达有限的蛋白质。术中包裹着编码FC A R融合蛋白的mRNA的脂质纳米颗粒（LNP）导致LNP的摄取并在髓样细胞中摄取嵌合受体融合蛋白的表达。在肝细胞癌的免疫缺陷异种移植模型和三重阴性乳腺癌中，编码GPC3或Trop2靶向FC A R融合蛋白的LNP mRNA的递送导致抗肿瘤疗效，从而确保了这种方法来编程髓样细胞的能力。此外，在B16/10合成性黑色素瘤模型中，用黑色素瘤抗原GP75靶向FC A R融合蛋白的治疗与启动广泛的全身免疫反应的启动，其特征在于激活的CD8 + T细胞通过激活的CD8 + T细胞浸润TME，与肿瘤相关的tregs和Antigen comcipination in Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen of Antigen。当在cynomolgus猴子中注入时，抗Trop2 LNP导致了抗Trop2 Car的细胞表面表达，并且与安全读数的显着调节无关。这些研究共同强调了FC A R融合蛋白直接在体内传递以编程髓样细胞以识别和杀死癌症的潜力。