宾夕法尼亚大学工程学研究人员受航天飞机设计的启发，开发出一种合成脂质纳米粒子（LNPs）关键成分的新方法。这项创新简化了 LNP 的生产，并增强了 mRNA 向细胞的传递，有望应用于治疗肥胖症和遗传疾病。这项技术采用了新颖的合成策略，模仿航天飞机的助推火箭，大大提高了 mRNA 的输送效率。
生物工程系副教授迈克尔-米切尔（Michael J. Mitchell）在《自然-通讯》（Nature Communications）上发表了一篇论文，介绍了一种合成可离子化类脂的新方法，类脂是LNPs的关键化学成分，有助于保护和递送药物载荷。这些 LNP 在实施 mRNA 疗法（如辉瑞生物技术公司和 ModernaCOVID-19疫苗）方面发挥了关键作用。
在这篇论文中，Mitchell 和他的合作者测试了治疗肥胖症的 mRNA 药物和治疗遗传病的基因编辑工具的输送。
以前的实验表明，尾部带支链的类脂质能更好地向细胞传递mRNA，但制造这些分子的方法耗时耗钱。米切尔实验室博士后、本文共同第一作者韩学祥说："我们提供了一种新颖的构建策略，可以快速、低成本地合成这些类脂质。"
新分子的设计灵感来自航天飞机的双助推火箭，它能提高脂质纳米粒子的药物输送效果，同时简化其制造过程。资料来源：米切尔实验室
这种方法需要将三种化学物质结合在一起：一个胺"头"，两个环氧化烷基"尾"，最后是两个酰基氯"支尾"。完成后的类脂类似于绑在两枚助推火箭上的航天飞机，这并非巧合：韩回忆说，在大学时，一部关于航天飞机的纪录片给他留下了深刻印象，航天飞机的固体火箭助推器设计使其能够进入轨道。"我想，我们可以在类脂质中添加两个分支尾巴作为'助推器'，以促进mRNA的输送。"
添加了分枝尾翼后，配备了新型类脂的LNP向靶细胞递送mRNA的能力显著提高，就像火箭的助推器能让火箭更容易穿透大气层一样。米切尔说："我们看到，使用这些类脂质向靶细胞输送mRNA后，一种调节新陈代谢的激素的数量急剧增加，如果将其视为治疗肥胖症的一种方法，这确实令人兴奋。"