2025年10月16日，西南大學(xué)李翀教授、美國俄亥俄州立大學(xué)Robert J. Lee等合作者在期刊《Nature Communications》上發(fā)表題為"Virus-inspired lipopeptide-derived nucleic acid delivery to cartilage for osteoarthritis therapy"的研究論文。

     文中使用蘇州艾特森制藥設(shè)備有限公司MPE-L2型微流控制備儀制備了一系列非致病性、受病毒啟發(fā)的脂肽基納米顆粒（Virus-inspired lipopeptide-based nanoparticles，VPN），向軟骨遞送核酸，用于骨關(guān)節(jié)炎治療。

軟骨靶向基因治療在骨關(guān)節(jié)炎（OA）治療中具有良好前景，但其療效嚴(yán)重依賴于遞送載體的有效性，本文研究團隊開發(fā)了一種非致病性、模塊化設(shè)計的病毒啟發(fā)脂肽基納米顆粒（VPN），并結(jié)合ROS響應(yīng)型凝膠系統(tǒng)（si-VPN@HA），以構(gòu)建高效安全的軟骨靶向核酸遞送平臺，突破現(xiàn)有OA基因治療的遞送瓶頸。

通過固相肽合成法制備含Col2靶向頭部、可變精氨酸/組氨酸陽離子部分及C??疏水部分的脂肽，將脂肽溶于DMSO后緩慢加入DEPC，攪拌10分鐘，利用脂肽自組裝形成納米顆粒。

采用艾特森微流控設(shè)備，將等體積預(yù)設(shè)N:P比的VPN溶液與siRNA溶液均勻混合，借助靜電吸附作用使siRNA負(fù)載于VPN 形成復(fù)合物。

圖例1：si-VPNs制備過程

研究團隊成功制備了在酸性環(huán)境下可調(diào)整尺寸和電荷、因而更易滲透軟骨的VPN納米顆粒。通過微流控制備方法，VPN可以高效包裹siRNA形成si-VPN，后者不易被酶降解。VPN是空心囊泡，包裹siRNA后變成實心小球。

圖例2：VPNs與 si-VPNs的制備與表征

研究團隊發(fā)現(xiàn)，在軟骨細(xì)胞中，si-VPN-2（–[(R)5-(H)4]2–）比傳統(tǒng)載體（如MC3-LNP）攝取效率更高；在軟骨小球模型中，si-VPN-2能穿透到小球中心，其他載體多停在表面； si-VPN-2 能高效沉默MMP-13，可發(fā)揮基因治療作用。

圖例3：體外轉(zhuǎn)染與RNA干擾效能

研究團隊進一步驗證了si-VPN-2臨床應(yīng)用前景，證實在患者原代軟骨細(xì)胞中，si-VPN-2的細(xì)胞攝取效率優(yōu)異（較傳統(tǒng)MC3-LNP高3倍多），無聚集，可高效實現(xiàn)溶酶體逃逸，使MMP-13 高效表達(dá)沉默；通過基因測序發(fā)現(xiàn)，si-VPN-2能調(diào)控OA相關(guān)基因，影響 OA關(guān)鍵通路。

圖例4：MMP-13沉默影響體外基因表達(dá)譜

基于上述研究成功，研究團隊構(gòu)建了一種ROS響應(yīng)型 si-VPN@HA 納米凝膠，該凝膠可根據(jù)環(huán)境ROS水平響應(yīng)性釋放釋放 si-VPN-2；釋放的si-VPN-2仍有高軟骨穿透能力。si-VPN@HA可在關(guān)節(jié)內(nèi)滯留超21天，調(diào)和了穿透和滯留的困境。

圖例5：納米-凝膠si-VPN@HA的構(gòu)建、釋放與關(guān)節(jié)滯留

研究團隊在在ACLT OA小鼠模型中證實si-VPN@HA的作用效果：

圖例6：在外科ACTL模型中通過si-VPN@HA治療緩解軟骨變性

證實在PTOA小鼠模型中： si-VPN@HA與內(nèi)固醇合用更能保護關(guān)節(jié)功能，減輕軟骨退變與骨贅形成。

圖例7：PTOA模型與類固醇協(xié)同治療實現(xiàn)更優(yōu)關(guān)節(jié)保護

進一步地，研究團隊使用微流控制備儀將VPN與mRNA混合，制備含mRNA的納米顆粒即m-VPNs，證明m-VPN-2的體外轉(zhuǎn)染效率、體內(nèi)軟mRNA遞送效果均顯著優(yōu)于m-VPN-1及m-MC3-LNP。

圖例8：關(guān)節(jié)內(nèi)mRNA遞送的功能驗證