Science子刊封面：加入三种氨基酸，将LNP-mRNA递送效率提升20倍

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

脂质纳米颗粒（LNP）在治疗性 mRNA 的递送中发挥着关键作用。为实现更高效的体内递送，研究人员已付出了巨大努力来优化改进脂质配方，然而，在许多器官中 LNP 递送 mRNA 的效率仍不尽如人意。

2026 年 3 月 12 日，美国西北大学、陈·扎克伯格生物中心（Biohub）王宗杰、Shana O. Kelley作为共同通讯作者（陈康富、王文晗为论文共同第一作者），在 Science 子刊Science Translational Medicine上发表了题为：Amino Acid Supplementation Enhances In Vivo Efficacy of Nanoparticle-Mediated mRNA Delivery and Gene Editing 的研究论文，该论文还被选为当期封面论文。

该研究表明，补充一种优化配比的甲硫氨酸（Met）、精氨酸（Arg）和丝氨酸（Ser）组成的氨基酸补充剂（Amino Acid Supplement，AAS），能够大幅增强体内 LNP 的 mRNA 递送效率和基因编辑效率。

封面图片描绘了载有 mRNA 的脂质纳米颗粒（LNP）与细胞膜的相互作用，LNP 周围是代表一种能增强细胞对 LNP 摄取和 mRNA 表达的氨基酸补充剂的空间填充化学结构。基于 LNP 的 mRNA 递送具有广泛的应用潜力，但其被细胞摄取和递送效率可能差异很大。该研究开发了一种甲硫氨酸、精氨酸和丝氨酸补充剂，当与 LNP 共同给药时，促进了 CLIC 介导的细胞内吞作用，可将 mRNA 表达水平增加 5-20 倍，改善炎症性肝损伤小鼠模型的治疗效果，提高肺靶向基因编辑效率。这些发现共同表明，对代谢组进行短暂调节可能是改善基于 LNP 的 mRNA 疗法和基因编辑的一种新策略。

在这项最新研究中，研究团队证明了脂质纳米颗粒（LNP）的递送效率受细胞代谢的影响，生理代谢组对 LNP 递送的 mRNA 的表达施加了限制。

利用体外系统，研究团队发现，模拟的生理代谢条件导致某些氨基酸代谢程序的下调。在体外实验中，补充一种优化配比的甲硫氨酸（Met）、精氨酸（Arg）和丝氨酸（Ser）的氨基酸补充剂（Amino Acid Supplement，AAS），可增强上皮细胞对 LNP 的摄取以及所递送的 mRNA 的表达。

在体外实验中，将氨基酸补充剂（AAS）与脂质纳米颗粒（LNP）联合使用，能够显著增强 CLIC（Clathrin-independent Carrier）途径的细胞内吞机制，使不同细胞类型和脂质体配方中的 mRNA 表达提高了 5 至 20 倍。

在临床前小鼠模型中，通过多种给药途径（肌肉注射、气管给药、静脉注射）联合使用 LNP 递送 mRNA 与 AAS 共给药，能够将体内 mRNA 表达水平提高 8-13 倍。

在急性肝损伤小鼠模型中，LNP 递送编码生长激素的 mRNA 联合使用 AAS，可提高肝脏生长激素的表达水平，并显著改善炎症水平。在小鼠肺部器官内递送 CRISPR 系统的实验中，LNP 单次递送的编辑效率在 20%-30%，而联合 AAS 后，编辑效率提升至 80% 以上。

总的来说，该研究表明，特定的氨基酸混合物 AAS 作为共递送剂与 LNP 联合使用，可能为广泛提高基于 mRNA 的细胞和基因疗法的效果。这些发现表明，代谢环境对 LNP 的行为至关重要，对代谢组进行短暂调节可能是改善基于 LNP 的 mRNA 疗法和基因编辑的一种新策略。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adx4097