2025年7月1日 ，上海交通大學(xué)章雪晴團(tuán)隊(duì)與新澤西理工學(xué)院許曉陽團(tuán)隊(duì)在期刊《Nature Communications》上發(fā)表題為" Budesonide-incorporated inhalable lipid nanoparticles for antiTSLP nanobody mRNA delivery to treat steroid-resistant asthma "的研究論文。
研究團(tuán)隊(duì)使用艾特森MPE-L2型微流控制備儀制備mnbTSLP-iLNP納米粒，經(jīng)霧化吸入肺部后，借助膜融合和GR介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞，逃離溶酶體后釋放 mnbTSLP和布地奈德。mnbTSLP在體內(nèi)翻譯為nbTSLP，中和氣道過量TSLP，抑制STAT3和p38磷酸化，恢復(fù)布地奈德敏感性，GR復(fù)合物入核調(diào)控炎癥基因轉(zhuǎn)錄，協(xié)同改善哮喘癥狀。
研究背景
本研究創(chuàng)新構(gòu)建甾體結(jié)構(gòu)化的新型吸入式LNP遞送系統(tǒng)，通過布地奈德等甾體分子與脂質(zhì)骨架的疏水嵌合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)編碼抗胸腺基質(zhì)淋巴細(xì)胞生成素(TSLP)納米抗體mRNA(mnbTSLP)的肺靶向吸入遞送，實(shí)現(xiàn)了甾體抗炎藥物與抗體藥物在肺部的靶向富集及協(xié)同作用。通過調(diào)控氣道炎癥微環(huán)境與阻斷TSLP介導(dǎo)的2型炎癥通路，為重癥難治性哮喘提供兼具快速起效與免疫調(diào)節(jié)優(yōu)勢(shì)的創(chuàng)新治療方案，克服重癥哮喘中糖皮質(zhì)激素耐藥的挑戰(zhàn)。
1.ASCEND（替代類固醇與mRNA編碼納米體共同遞送）療法作用機(jī)制示意圖
圖例1：si-VPNs制備過程
? mnbTSLP-iLNP制備工藝:
圖例2：mnbTSLP-iLNP制備工藝
2. mRNA-iLNP制劑的制備與篩選
研究團(tuán)隊(duì)通過制備不同布地奈德摩爾占比(0%、5%、9.5%、14%、19%)的iLNP ，對(duì)比霧化前后粒徑、PDI、zeta電位及包封效率，發(fā)現(xiàn)5%布地奈德組(iLNPBUD5)霧化后穩(wěn)定性最佳，體外轉(zhuǎn)染BEAS-2B細(xì)胞的EGFP陽性率最高(約72%)，且轉(zhuǎn)染效率依賴GR介導(dǎo)的內(nèi)吞作用。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)顯示，iLNPBUD5在肺部靶向性強(qiáng)，熒光信號(hào)顯著高于其他制劑及ALC-0315對(duì)照組，這些結(jié)果表明，含5%BUD的LNP(mRNA-iLNPBUD5)的理化穩(wěn)定性和遞送效率佳。
圖例3：霧化遞送用 mRNA-iLNP 制劑的制備與篩選
3. mRNA-iLNPBUD5的霧化遞送特性表征
接著，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步驗(yàn)證iLNPBUD5的關(guān)鍵遞送性能。冷凍電鏡顯示其霧化前后均為球形、粒徑均一；4℃儲(chǔ)存30天仍保持膠體穩(wěn)定性，在中性和弱酸性生理環(huán)境中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。體外黏液滲透實(shí)驗(yàn)表明，iLNPBUD5介導(dǎo)的mRNA穿透效率顯著高于游離mRNA；16HBE細(xì)胞溶酶體逃逸實(shí)驗(yàn)顯示，mRNA在4小時(shí)內(nèi)從溶酶體釋放至細(xì)胞質(zhì)，轉(zhuǎn)染后呈現(xiàn)強(qiáng)且均一的EGFP表達(dá)，且無細(xì)胞毒性。這些結(jié)果表明，mRNA-iLNPBUD5具有良好的穩(wěn)定性、對(duì)霧化誘導(dǎo)損傷的耐受性、良好的黏膜穿透性、轉(zhuǎn)染效率高，以及良好的安全性，是一種有前景的可吸入mRNA治療載體。
圖例4：mRNA-iLNPBUD5的霧化遞送特性表征
4.mnbTSLP的設(shè)計(jì)與體外功能驗(yàn)證
隨后，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了mnbTSLP的序列設(shè)計(jì)和體外驗(yàn)證。瓊脂糖凝膠電泳和WB實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明mnbTSLP編碼抗TSLP納米抗體，iLNPBUD5可保護(hù)其免受血清降解，介導(dǎo)nbTSLP劑量/時(shí)間依賴型表達(dá)；nbTSLP與TSLP高親和力結(jié)合，顯著抑制炎癥因子表達(dá)，這為治療實(shí)驗(yàn)中確定最佳給藥間隔提供了有價(jià)值的見解。
圖例5：mnbTSLP的設(shè)計(jì)與體外功能驗(yàn)證
5.mnbTSLP-iLNPBUD5緩解OVA誘導(dǎo)的急性哮喘氣道損傷
模型構(gòu)建：第 1、7、14天腹腔注射OVA+明礬致敏，第21-27天每日鼻內(nèi)注射50μg OVA激發(fā)。
給藥方法：每次OVA激發(fā)前6小時(shí)，吸入給藥(mLuc-iLNPBUD0、Pulmicort、mLuc-iLNPBUD5、mnbTSLP-iLNPBUD0、mnbTSLP-iLNPBUD5)，健康組給予PBS。
在OVA誘導(dǎo)急性哮喘模型中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)mnbTSLP-iLNPBUD5顯著降低了氣道壁厚度、炎癥浸潤(rùn)、黏液分泌及膠原沉積，指標(biāo)接近健康組，優(yōu)于單藥治療。
圖例6：mnbTSLP-iLNPBUD5緩解OVA誘導(dǎo)的急性哮喘氣道損傷
6.mnbTSLP-iLNPBUD5改善重癥哮喘的氣道炎癥與肺功能
模型構(gòu)建： OVA+明礬致敏+高劑量OVA激發(fā)
給藥方法：通過吸入方式給予對(duì)應(yīng)制劑，單次mRNA劑量30μg，布地奈德劑量按分組設(shè)定。
而在OVA誘導(dǎo)重癥哮喘模型中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)mnbTSLP-iLNPBUD5 組的BALF炎癥細(xì)胞、血清IgE及炎癥因子水平大幅降低；氣道對(duì)乙酰甲膽堿反應(yīng)平緩，AHR 癥狀顯著緩解，肺功能改善明顯。
圖例7： mnbTSLP-iLNPBUD5改善重癥哮喘的氣道炎癥與肺功能
7.mnbTSLP-iLNPBUD5在類固醇抵抗性哮喘中的協(xié)同治療作用
模型構(gòu)建：第 1、7、14天腹腔注射OVA+明礬致敏，第21-70天每周3次鼻內(nèi)注射20μg OVA+10μg TSLP激發(fā)。
給藥方法：第56-70天，每周1次給藥，mnbTSLP-iLNP系列制劑通過吸入給予，Tezepelumab經(jīng)尾靜脈注射(70μg /次)，其他對(duì)照組按對(duì)應(yīng)方式給藥。
在OVA/TSLP誘導(dǎo)類固醇抵抗性哮喘模型中，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)布地奈德單藥無效，mnbTSLP-iLNPBUD5可維持低氣道阻力，抑制炎癥與重塑，降低p-STAT3/p-p38水平，恢復(fù)藥物敏感性。
圖例8：mnbTSLP-iLNPBUD5在類固醇抵抗性哮喘中的協(xié)同治療作用
8.mnbTSLP-iLNPBUD5的體內(nèi)安全性評(píng)估
連續(xù)吸入給藥后，小鼠體重、生化指標(biāo)、血常規(guī)無異常，心肝腎脾無病理改變，全身安全性良好。
圖例9：mnbTSLP-iLNPBUD5的體內(nèi)安全性評(píng)估
知識(shí)分享：研究亮點(diǎn)
1 通過組分配方、制備工藝、霧化體系等研究變量的多維度協(xié)同優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上整合抗哮喘甾體藥物為結(jié)構(gòu)成分，構(gòu)建新型吸入式mRNA-LNP體系，實(shí)現(xiàn)小分子和核酸藥物針對(duì)肺部的精準(zhǔn)遞送；
2 協(xié)同抗炎作用：依托載體與核酸藥物的協(xié)同效應(yīng)，顯著抑制氣道炎癥及TSLP信號(hào)通路，聯(lián)合療法顯著減輕小鼠模型的氣道炎癥、重塑和高反應(yīng)性，且mnbTSLP通過抑制關(guān)鍵炎癥通路，恢復(fù)哮喘小鼠對(duì)布地奈德的敏感性；
3 患者依從性高：該策略采用非侵入性吸入給藥，操作簡(jiǎn)便，患者接受度高，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
Nature Communications ( IF15.7 ) Pub Date :2025-07-01,DOI: 10.1038/s41467-025-61114-4.
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