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专家点评Science|程柯团队开发肌肉注射RNA疗法实现心脏精准治疗

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点评丨 王建安 (浙江大学医学院附属第二医院)、陈春英 (中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所)

心肌梗死后,大量心肌细胞不可逆死亡,而成年心脏几乎无法自我再生,许多患者最终发展为心力衰竭。尽管干细胞、外泌体和重组蛋白等多种生物治疗策略不断涌现,但这些方法普遍面临三大难题: 靶向效率有限、体内维持时间短以及需要反复给药 。因此,开发一种能够在体内安全、持久表达心脏保护因子的非病毒递送策略,成为心血管再生领域亟待解决的重要问题。

2026 年 3 月 5 日,哥伦比亚大学生物医学工程系 程柯教授团队 (第一作者:张凯悦博士) 在 Science 发表研究成果 :

Single intramuscular injection of self-amplifying RNA of Nppa to treat myocardial infarction
。 该 研究团队开发了一种自复制RNA脂质纳米颗粒疗法(saNppa-LNP,通过单次肌肉注射即可在体内持续表达心脏保护因子,显著改善心肌梗死后的心功能和心室重构。

该技术基于来源于甲病毒复制体系的 自复制 RNA ( saRNA ) ,编码 心脏保护因子 Nppa 。与传统 mRNA 相比, saRNA 能够在细胞质内自我扩增, 实现 低剂量、长时间的蛋白表达 , 使注射部位的 肌肉组织 转变为持续分泌治疗蛋白的 “ 体内生物工厂 ” 。 实验结果显示, 单次给药即可实现持续数周的高水平表达,所产生的治疗蛋白通过血液循环远程作用于受损心脏。

一次肌注 sa Nppa-LNPs 实现持续心脏保护

巧妙的是,该研究引入了一个关键的器官特异性调控设计。肌肉 组织 分泌的是 Pro-ANP 前体 ,其进入循环后仅在心脏中高表达的 Corin 蛋白酶 作用下被特异性剪切为具有生物活性的 ANP ,从而实现 “ 肌肉生产、心脏激活 ” 的精准治疗策略,在保证疗效的同时显著降低全身副作用风险。

在小鼠及大动物心梗模型中, saNppa-LNP 治疗显著提高左心室射血分数,减少心室扩张与心肌纤维化,并降低心肌细胞凋亡。转录组和组织学分析进一步表明,该疗法能够调控炎症反应、改善心肌微环境,并激活多条心脏保护相关通路。

总体而言,该研究建立了一种基于saRNA-LNP的长效远程蛋白治疗新模式:一次肌肉注射,即可实现长期表达,并通过心脏特异性酶激活实现精准作用。该策略不仅为心肌梗死等慢性心血管疾病提供了新的治疗思路,也为慢性疾病的长期RNA治疗奠定了具有广泛转化潜力的技术平台。

专家点评

王建安 (浙江大学医学院附属第二医院)

心肌梗死后心室重构和心力衰竭进展仍缺乏能够提供长期保护的生物治疗手段,现有药物多为对症干预,难以实现持续稳定的心脏保护。针对这一临床需求,程柯教授团队提 出了全新治疗理念,通过一次肌肉注射 saRNA-LNP ,使机体持续表达心血管保护因子 Nppa ,从而在体内形成长期稳定的体内治疗蛋白来源,实现系统性心脏保护效应。

在多种临床相关动物模型中均获得一致结果,表明该治疗策略可显著改善心功能并降低心肌纤维化程度,体现出稳定、可重复的治疗效果和良好的持续性优势。同时,通过外周给药 实现 精准 心 脏治疗,避免了心脏局部注射等侵入性操作,具有良好的临床可行性和转化潜力。此外,利用内源性心血管保护因子进行长期替代治疗的思路,也更加符合慢性心血管疾病管理的需求。

从临床角度看,该工作提出了“单次给药、持续获益”的新型干预模式,不仅拓展了 RNA 药物在心血管领域的应用边界,也为心衰、心肌病等慢性疾病提供了新的治疗思路,有望推动心血管疾病治疗从短效干预向长效生物治疗时代迈进。

专家点评

陈春英 (中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所)

当前核酸药物虽展现出重要治疗潜力,但在体内递送效率低、表达持续时间短以及组织靶向性不足,仍是制约其临床转化的关键瓶颈。 程柯教授团队 围绕核酸药物递送与体内表达稳定性问题,提出了具有创新性的解决方案 : 利用自复制 RNA ( saRNA )与脂质纳米颗粒( LNP )相结合,通过一次肌肉注射,在体内构建 “RNA 工厂 ” ,实现 Nppa 编码产物的持续表达, 从而发挥心脏保护与修复作用 。该策略充分发挥了 saRNA 的信号放大效应,在降低给药剂量的同时显著延长蛋白表达时间,体现了纳米递送系统与核酸分子工程的协同优化。

值得关注的是,该工作实现了局部给药、全身获益的治疗模式, 突破了传统 LNP 应用主要局限于肝脏递送的局限 ,为远程器官调控提供了新的技术路径。从纳米医学角度看,这一研究为构建低剂量、长效、高安全性的核酸递送体系提供了重要范式,也为多种慢性疾病的蛋白替代治疗开辟了新方向。该成果将推动纳米递送技术从 “ 靶向递送 ” 向 “ 系统调控型治疗 ” 发展,对核酸纳米药物的临床转化具有重要示范意义。

https://doi.org/10.1126/science.adu9394

制版人: 十一

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