脂质纳米颗粒诱导的模型内体膜破坏

内体逃逸仍是限制脂质纳米颗粒（LNP）介导的 mRNA 递送的核心瓶颈。在本研究中，我们采用模拟内体膜的巨大单层囊泡（GUV），直接观察由两种不同可离子化脂质构成的模型 LNP 所引发的相互作用及膜破坏。这两种脂质分别为 LP01 和 BiP-20（一种支化可离子化磷脂），二者均是在体内肝脏基因编辑中作为基准使用的可离子化脂质。尽管在我们的实验条件下，通过 TNS 测得的两种脂质的表观 pKa 均为 6.6，但 LP01 LNP 在 pH 5.8 时表现出最大的膜结合，而 BiP-20 LNP 则需要 pH 5.1，表明仅凭总体 pKa 无法预测发生功能性膜相互作用的 pH 条件。利用共聚焦显微镜，我们发现 LNP 与内体膜的结合依次经历静电吸引、聚集、通过形成高度弯曲的形态造成膜破坏，最终导致整个内体模拟膜破裂。值得注意的是，只有在膜完全裂解后，mRNA 货物才会释放。这表明膜去稳定化与货物释放在机制上是彼此不同的步骤。这些发现建立了一个无细胞平台，可用于解析内体逃逸过程中的各个独立子步骤。

内体逃逸仍然是限制脂质纳米颗粒（LNP）介导的mRNA递送的核心瓶颈。在本研究中，我们采用模拟内体膜的巨型单层囊泡（GUVs），直接观察由两种不同可离子化脂质构成的模型LNPs所引发的相互作用及膜破坏。这两种脂质分别为LP01和BiP-20（一种支链可离子化磷脂），二者均为用于肝脏体内基因编辑的基准可离子化脂质。尽管在我们的实验条件下，两种脂质经TNS测定的表观pKa均为6.6，但LP01 LNP在pH 5.8时表现出最大的膜结合，而BiP-20 LNP则需要pH 5.1，表明仅凭整体pKa无法预测发生功能性膜相互作用的pH值。利用共聚焦显微镜，我们发现LNP与内体膜的相互作用依次经历静电吸引、聚集、通过形成高度弯曲的形态而导致膜破坏，最终引发整个内体模拟膜的破裂。值得注意的是，只有在膜完全裂解后，mRNA货物才会释放。这表明膜去稳定化与货物释放在机制上是相互区别的步骤。这些发现建立了一个无细胞平台，可用于解析内体逃逸过程中的各个独立子步骤。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.11.751062v1?rss=1

🏷️ 脂质纳米颗粒 内体逃逸 内体膜破坏 可离子化脂质 mRNA递送 巨大单层囊泡