炎癥性腸病 (IBD) 是一個日益嚴重的問題，自 19 世紀以來發病率不斷上升。盡管對動物和人類進行了數十年的研究，但目前的治療方法仍然令人失望并且無法治愈。盡管新型生物制劑（例如抗 TNF-α 抗體）已經徹底改變了 IBD 治療，但并非所有患者都有反應，并且由于抗藥抗體 (ADA) 反應的發展，初始反應者可能會隨著時間的推移失去反應。為了建立 IBD 的治愈性解決方案，用抗體阻斷細胞因子或受體很可能是不夠的，只能暫時緩解癥狀。可以通過主動調節異常激活的白細胞群中的基因表達來實現治愈性解決方案，而基因表達調控策略在體內的成功實施依賴于有效的非免疫原性載體。脂質納米粒是最先進的非病毒核酸遞送系統之一。然而，靜脈注射給藥后，脂質納米粒在肝細胞中自然積聚，因此，迫切需要增強其他細胞類型的攝取。鑒于此，以色列特拉維夫大學Dan Peer等人報道了在結腸炎小鼠模型中向腸道歸巢白細胞上表達的活化敏感受體特異性遞送 siRNA。該靶向策略與傳統策略不同，因為本文采用僅識別特定蛋白質構象的靶向部分，即整合素 α4β7 的高親和力 (HA) 構象。
因此，研究人員制備了一種重組融合蛋白，它包含腸道內皮配體 MAdCAM-1 的兩個結構域。MAdCAM-1 在其 HA 構象中自然地對整合素 α4β7 具有更高的親和力，因此是設計 LNP 靶向部分的絕佳開端。MAdCAM-1 是一種多域蛋白，天然參與白細胞與腸內皮細胞的初始束縛和牢固粘附。此外，為了最大限度地提高特異性，研究人員只使用了整合素結合域 D1 和 D2。為了在將蛋白質結合到LNP 的同時保護整聯蛋白結合域，使用了針對大鼠 IgG2a 的單克隆二抗（RG7），它充當 LNP 和MAdCAM-D1D2 蛋白之間的連接器。使用馬來酰亞胺/硫醇化學將 RG7 接頭化學偶聯到 LNP，并將MAdCAM-D1D2 蛋白重組融合到大鼠 IgG2a 的 Fc 區。這樣，RG7 抗體將通過與大鼠 IgG2a 結構域的親和力結合 MAdCAM-1 蛋白，并使結構域 D1 和 D2 自由結合α4β7整聯蛋白。對于RG7 介導的結合，確保這種連接在新鮮分離的小鼠血漿中在 37 °C 下足夠穩定至少 1 小時。
圖|生成 的LNP靶向整合素α4β7的高親和力構象
圖|D1D2、LNP 和 D1D2 靶向 LNP 的表征實驗表明，D1D2 LNPs能以構象敏感的方式沉默 CD45。然后基于CD45沉默結果，研究人員還探索與CD4+ T細胞生物學相關的治療靶基因用于治療功效研究，結果顯示，在用載有 siIFN-γ 的 D1D2 靶向LNP 治療的小鼠中具有強烈的治療反應。而且脂質納米顆粒不會引起不利的免疫激活或肝臟毒性。
圖|在 PAC 模型中使用 D1D2 LNP 對 IFN-γ 進行治療性基因沉默綜上所述，研究人員將 α4β7整合素的天然配體 MAdCAM-1 的整合素結合域D1 和 D2 融合到 IgG-Fc 上，并設計了一種策略以有效地將這種融合蛋白結合到脂質納米顆粒的表面。這是證明 LNP 構象敏感靶向用于未來潛在臨床應用的可行性的第一步。雖然免疫學家發現了白細胞小亞群更明確的作用，但更具體的藥物輸送系統的開發可以相應地將治療有效載荷輸送到更精確定義的細胞群，并徹底改變精準納米醫學。值得注意的是，Dan Peer等人在2018年的Nature Nanotechnology上同樣利用脂質體材料，報道了一種靈活的細胞特異性 siRNA 傳遞平臺，可以輕松定制，無需進一步開發，以靶向任何細胞受體。
Dammes, N., Goldsmith,M., Ramishetti, S. et al. Conformation-sensitive targeting of lipidnanoparticles for RNA therapeutics. Nat. Nanotechnol. (2021).https://doi.org/10.1038/s41565-021-00928-x
