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背景
脂质纳米颗粒(LNP)已成为mRNA等核酸药物的重要递送载体。然而,LNP表面的聚乙二醇(PEG)却具有明显的“双刃剑”效应:PEG能够提高颗粒稳定性、延长血液循环时间、促进穿黏液效率等,但同时会削弱LNP与细胞膜的相互作用,降低细胞摄取效率。这一长期存在的“PEG困境”,本质上源于LNP在不同递送阶段对表面性质具有不同甚至相反的需求。那么,能否让PEG在胞外运输阶段发挥保护作用,在细胞摄取前自动从LNP表面脱落?
概述
近日,中国科学院化学研究所吕雪光课题组从分子结构出发,在PEG与脂质之间引入具有可调热裂解性质的氧杂降冰片二烯(OND)连接基团,构建了一系列温度响应PEG脂质。该类分子在低温储存条件下保持稳定,而在37 ℃生理温度下发生可控裂解,使PEG逐步从LNP表面脱落。通过改变OND连接基团的化学结构,研究人员实现了从几十分钟到数小时范围内PEG脱落速率的连续调节,相当于为LNP表面的PEG安装了一个可由分子结构设定的“计时器”。
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为研究这一动态过程,团队结合核磁共振和FRET技术,对PEG裂解及LNP表面PEG脱落进行了定量表征。研究发现,PEG脱落并非越快越好,其最佳时间尺度取决于具体的给药途径和生物屏障。在肺部吸入递送中,高密度PEG有利于LNP穿过黏液层,而快速PEG脱落又能及时恢复细胞摄取,从而显著提高肺部mRNA表达和治疗效果;在静脉给药中,中等速率的PEG脱落则能够更好地兼顾肿瘤富集与后续细胞摄取。
该工作为解决PEG困境提供了新的化学策略,为根据不同生物屏障设计具有特定界面动力学的递送系统提供了新的思路。相关研究成果近日发表于Journal of the American Chemical(DOI: 10.1021/jacs.6c09907)。文章第一作者为中国科学院化学研究所博士后孙思敏。
通讯作者简介
吕雪光,中国科学院化学研究所研究员,课题组长。2012年本科毕业于北京化工大学应用化学专业。2017年于美国东北大学获得化学博士学位。2017-2020年进入美国麻省理工学院开展博士后研究工作,2020年12月加入中国科学院化学研究所。致力于发展新型药物与疫苗递送载体,应用于传染病预防和肿瘤免疫治疗。近年来在Sci. Transl. Med.,Nat. Commun., Sci. Adv.,J. Am. Chem. Soc.,Adv. Mater.等期刊发表论文40余篇,曾获麻省理工科技评论中国区科技创新35岁以下35人等奖励,主持国家海外高层次人才青年项目,国家自然科学基金面上项目,科技部重点研发计划(课题),中国科学院先导项目、全球共性挑战项目等。
课题组拟招聘博士后2名,诚挚欢迎热爱科研、积极上进、认真负责的优秀青年人才加入团队!
一、应聘条件
1.博士毕业三年(含)内或即将博士毕业的应届生,具有化学、免疫学、医学、细胞生物学、化学、生物材料、生物医学工程相关背景,年龄35周岁以下,近五年内在相关领域权威期刊至少发表过1篇第一作者论文;
2.具有严谨诚实的学术态度、优良的团队合作精神,热爱科研工作,积极乐观,责任心强;
3.能够熟练地用英文进行论文写作;
4.博士后期间需全时工作,不得兼职。
二、聘用待遇
1.按中国科学院及化学所博士后有关规章制度执行;年薪不低于25万,并享受科研奖励;
2.按化学所规定安排博士后公寓或提供住房补贴,具有完善的社会保险、补充医疗保险、住房公积金、工作餐补助、工会等福利;
3.积极推荐并协助申请“博新计划”、中国科学院特别研究助理资助项目、北京分子科学国家研究中心博士后(BMS Junior Fellow)等项目。
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