网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Cell | 李博文/王博开发AI驱动自主平台“LUMI-lab”,为mRNA疗法注入新动力

0
分享至

近年来,以mRNA药物为代表的新型疗法迅速崛起,脂质纳米颗粒(LNP)作为其核心递送系统,已在新冠疫苗中展现出临床价值。然而,LNP的关键组分——可电离脂质的设计长期受限于历史数据匮乏和传统试错法效率低下。仅有少数脂质获得临床批准,极大制约了RNA疗法的进一步拓展。面对广阔而未知的化学空间,如何快速、精准地发现和优化新型脂质结构,已成为当前核酸药物研发领域亟待突破的关键瓶颈。

2026年2月25日,多伦多大学及维多利亚人工智能研究院(Vector Institute)的研究团队在《Cell》杂志上发表了一项题为“LUMI-lab: A foundation model-driven autonomous platform enabling discovery of ionizable lipid designs for mRNA delivery”的研究成果。该研究由通讯作者王博教授和李博文教授领衔,联合Yue Xu、Haotian Cui等学者,成功开发了名为LUMI-lab的自主实验平台,为高效探索可电离脂质设计开辟了新路径。

LUMI-lab的核心在于将基于Transformer架构的大规模分子基础模型“LUMI-model”与全自动机器人实验系统深度融合。该模型首先在超过2800万个分子结构上进行无监督预训练,随后通过脂质分子数据集进行持续预训练,掌握了普适的化学空间表征。在主动学习框架下,每轮实验中,模型会根据预测效能和不确定性提出候选脂质,随后由自动化平台完成合成、LNP配制及体外细胞转染效率评估。实验数据实时反馈回模型进行微调,形成设计-合成-测试-分析的闭环。通过十轮迭代,LUMI-lab自主合成并测试了超过1700种可电离脂质,候选脂质的mRNA递送效能在迭代过程中显著提升。

在对实验结果进行深入分析后,研究团队惊奇地发现,平台自主识别出一个此前未被文献报道的结构特征——溴化脂质尾。在所有测试中,溴化脂质始终表现出优于非溴化类似物的mRNA递送效率。进一步的结构分析显示,即便在与高效的胺类头部基团组合中,含有溴原子的脂质尾依然显著提升了LNP的递送性能。这表明LUMI-lab不仅能够筛选出高效分子,更能从海量数据中提炼出潜在的构效关系规则,展现了AI驱动平台超越人类经验的“化学直觉”。

为验证LUMI-lab的发现,研究团队挑选了六种性能最优的脂质(全部含有溴化尾)进行体内实验。这些脂质配制的LNP在粒径、分散性和包封率上均表现稳定。通过气管内给药至小鼠肺部,所有六种LNP均实现了高效的荧光素酶mRNA表达,其中以LUMI-6脂质表现最为突出,其递送效率显著超越临床已批准的SM-102脂质。这证明了LUMI-lab筛选出的候选脂质在复杂生理环境中同样具备卓越的递送潜力。

基于LUMI-6脂质的优异性能,研究团队进一步探索其在基因编辑领域的应用。通过将封装有CRISPR-Cas9 mRNA及sgRNA的LUMI-6 LNP经气管内递送至小鼠肺部,成功实现了对肺上皮细胞的高效基因编辑,编辑效率高达20.3%。这是迄今为止报道的吸入式LNP介导的CRISPR-Cas9递送在体内取得的最高编辑效率。该结果表明,LUMI-6不仅适用于瞬时mRNA表达,更有潜力成为治疗肺部遗传性疾病的有力工具。

为了阐明溴化修饰的机制,研究团队将LUMI-6与其去溴化衍生物LUMI-6D进行对比。实验结果显示,LUMI-6 LNP在细胞中的递送效率远高于LUMI-6D,且其细胞毒性更低。荧光成像进一步揭示,LUMI-6能更有效地促进mRNA从内涵体中逃逸,避免其被溶酶体降解,这解释了其高效递送的分子机制。此外,对LUMI-6进行28天重复给药的毒性评估显示,其引起的免疫反应轻微,未观察到显著的组织病理学变化,补体激活和溶血风险均较低,初步证实了其良好的体内安全性。

READING

BioPeers

欢迎关注本公众号,所有内容欢迎点赞,推荐❤️,评论,转发~

如有错误、遗漏、侵权或商务合作请私信小编~~

欢迎大家投稿课题组 研究进展 、招聘及招生宣传~

所有文章只为科普、科研服务,无商业目的~

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
成都女子买房多年不知客厅上方有座坟,当地称正在处理,律师:建坟者、原房主和物业或都有责任

成都女子买房多年不知客厅上方有座坟,当地称正在处理,律师:建坟者、原房主和物业或都有责任

极目新闻
2026-10-08 12:20:16
尊界“断了”,华为怎么办?

尊界“断了”,华为怎么办?

圆方你怎么看啊
2026-10-08 14:26:10
《我的叔叔于勒》主人公家里穷,却抱怨天天吃牛肉,这段却被删除了

《我的叔叔于勒》主人公家里穷,却抱怨天天吃牛肉,这段却被删除了

言过于诚
2026-10-07 12:05:04
原来他早已离世,上海足坛名宿,因病情重晚年坐轮椅,范志毅痛哭

原来他早已离世,上海足坛名宿,因病情重晚年坐轮椅,范志毅痛哭

暂停白昼
2026-10-08 06:35:04
一路走好!国庆休假还没结束,4位名人接连逝世,个个都过50岁

一路走好!国庆休假还没结束,4位名人接连逝世,个个都过50岁

兵鉴史
2026-10-07 18:23:38
俄罗斯为啥会突然破例向中国供应重型发动机?因为俄方心里明白:所谓中国发动机的动力短板,对中方而言绝不可能永远是道坎!

俄罗斯为啥会突然破例向中国供应重型发动机?因为俄方心里明白:所谓中国发动机的动力短板,对中方而言绝不可能永远是道坎!

扶苏聊历史
2026-10-08 13:30:18
“尊界V800刹车踏板支架断裂”冲上热搜,江淮汽车股价跌停

“尊界V800刹车踏板支架断裂”冲上热搜,江淮汽车股价跌停

澎湃新闻
2026-10-08 12:16:28
开拓者主帅:杨瀚森完成了他该做的事情,我对他表现非常满意

开拓者主帅:杨瀚森完成了他该做的事情,我对他表现非常满意

懂球帝
2026-10-08 13:26:11
WTT中国大满贯:4强席位出炉!国乒独苗3:0,半决赛迎战世界第1

WTT中国大满贯:4强席位出炉!国乒独苗3:0,半决赛迎战世界第1

国乒二三事
2026-10-08 12:40:41
开拓者123-118击败勇士!杨瀚森创惊喜,这一战看到4个事实

开拓者123-118击败勇士!杨瀚森创惊喜,这一战看到4个事实

篮球大视野
2026-10-08 12:58:05
3-2大冷门,世界第134胜世界第4,蒯曼无缘WTT中国大满贯女单8强

3-2大冷门,世界第134胜世界第4,蒯曼无缘WTT中国大满贯女单8强

俯身冲顶
2026-10-08 13:35:07
俄罗斯鼠疫零号病人已死,二号疑似病患死亡事件被删,多国严控,美国大使馆敦促所有在俄罗斯的美国人立即离开,40多天前的鼠疫演练疑云

俄罗斯鼠疫零号病人已死,二号疑似病患死亡事件被删,多国严控,美国大使馆敦促所有在俄罗斯的美国人立即离开,40多天前的鼠疫演练疑云

村里的月光
2026-10-08 05:45:07
涉嫌严重违纪违法,陈元虎被查

涉嫌严重违纪违法,陈元虎被查

中国基金报
2026-10-08 13:47:08
一新郎邀请全国网友吃席,百余名网友从各地赴宴,有人开车12小时,有人凌晨转车奔赴,新郎:不用随礼,有网友依旧准备小红包小礼物

一新郎邀请全国网友吃席,百余名网友从各地赴宴,有人开车12小时,有人凌晨转车奔赴,新郎:不用随礼,有网友依旧准备小红包小礼物

都市快报橙柿互动
2026-10-07 21:53:34
网红“小四爷”不是退网是落网!把8个粉丝卖进缅北,每卖一人收12万,已致1人死亡

网红“小四爷”不是退网是落网!把8个粉丝卖进缅北,每卖一人收12万,已致1人死亡

听心堂
2026-10-08 08:03:22
孙颖莎爆冷出局,原因曝光!对手说出大实话,邓亚萍点评一针见血

孙颖莎爆冷出局,原因曝光!对手说出大实话,邓亚萍点评一针见血

南海浪花
2026-10-08 01:16:18
利拉德时隔529天复出15分!开拓者力克残阵勇士 杨瀚森6+3

利拉德时隔529天复出15分!开拓者力克残阵勇士 杨瀚森6+3

醉卧浮生
2026-10-08 12:31:00
随着早田希娜2-3,WTT中国大满贯女单8强已诞生1席:韩国选手在列

随着早田希娜2-3,WTT中国大满贯女单8强已诞生1席:韩国选手在列

侧身凌空斩
2026-10-08 12:03:39
中国可能要全面双休,全面双休意味着什么?对中国人有什么影响?

中国可能要全面双休,全面双休意味着什么?对中国人有什么影响?

云霄纪史观
2026-10-07 16:37:34
同病房两位大姐上午九点造影放支架,下午三点骤然离世

同病房两位大姐上午九点造影放支架,下午三点骤然离世

观观说事
2026-10-08 10:35:03
2026-10-08 16:20:49
BioPeers incentive-icons
BioPeers
生命科学最新文献分享解读报道
900文章数 6关注度
往期回顾 全部

科技要闻

江淮汽车回应"尊界V800刹车踏板支架断裂"

头条要闻

女子连麦张雪称男友在ICU申请退车款被驳回 客服回应

头条要闻

女子连麦张雪称男友在ICU申请退车款被驳回 客服回应

体育要闻

梅西社媒发文告别国家队 C罗点赞留言:致敬 拥抱

娱乐要闻

给吴奇隆点赞的同时,再看蔡康永事件

财经要闻

“AI央行”英伟达的“千亿资本局”

汽车要闻

特别版配色/碳纤尾翼 2027款深蓝L06将于10月9日上市

态度原创

房产
本地
教育
艺术
军事航空

房产要闻

保利大爆发,冲到榜一!海南楼市前三季度,热销榜出炉!

本地新闻

转型再出发 奋勇打头阵

教育要闻

“这种家才值得回”,家长晒女儿放假前准备,网友:隔着屏幕都感到了幸福

艺术要闻

gmp中标:沙特吉达新体育场,将举办2034年世界杯!

军事要闻

美日将在距台仅110公里处演习

无障碍浏览 进入关怀版