治疗性脂质纳米颗粒（LNP）工程

脂质纳米颗粒（LNP）通过提供一种安全的、高效的可将RNA分子递送至靶细胞的方式，迅速改变了RNA药物开发领域。LNP在mRNA疫苗及其他应用领域中的成功，促使其成为科研和临床环境中RNA递送的金标准。在VectorBuilder，我们致力于推动技术创新，旨在为研究人员和开发者提供适用于其研发管线各个阶段的高水平LNP解决方案。

亮点

配方改造

标准及定制LNP配方，经过优化以实现至高的稳定性、递送效率和表达水平。

抗体偶联

提供全抗体或抗体片段偶联，可提供位点特异性偶联以增强组织靶向性和递送的精准度。

顶级质量

高性能LNP，封装效率可达100%，多分散指数（PDI）<0.1，均一性极佳。

无缝整合

从载体设计到GMP生产，与VectorBuilder的端到端LNP-RNA平台完全整合。

技术详情

LNP服务概览

脂质纳米颗粒（LNP）是直径一般为10-1000纳米的微小球形颗粒。LNP当前被日益广泛应用于转化医学研究、mRNA疫苗以及药物递送等多种领域。LNP将治疗性分子（如寡核苷酸）包裹在颗粒核心内部，而其外壳由不同种类的脂质分子构成。每种脂质对于LNP药物的稳定性、结构以及递送效率等方面具有不同作用（见图1）。

可电离的阳离子脂质，如DLin、SM-102：辅助核酸的封装，并可促进胞内体的质膜破坏，使得核酸分子被高效释放到细胞质，同时维持较低的细胞毒性。

固醇脂质，如胆固醇：提高结构刚性，减少核心内物质的泄漏。

寡核苷酸，如RNA或DNA质粒：包裹于水相核心内。

隐形脂质，如PEG脂质：借助PEG链于颗粒表面形成亲水性空间屏障，维持颗粒的大小与稳定性，并可减少被单核吞噬细胞系统清除的可能。

甘油磷脂，如DSPC、DODMA、DOPE：调节颗粒净电荷，并可增强对细胞的递送能力。

图1 LNP药物递送系统的典型结构。

尽管 mRNA 疫苗已成功应用于对抗SARS-CoV-2的感染以及其它具有应用前景的场景，基于LNP的药物递送系统仍面临若干挑战，包括LNP的固有免疫原性、对特定组织的靶向能力有限，以及难以将基因表达严格限制在目的组织内等问题。

为解决这些问题，VectorBuilder建立了全方位的LNP平台，可为治疗性RNA或DNA分子提供高度均一（多分散指数<0.1）且高效（封装率高达100%）的LNP封装。

我们专注于优化LNP的脂质组成与配方，并可将抗体或其他靶向配体偶联到LNP表面，从而显著提升其生物相容性、组织特异性、递送效率以及整体治疗效果。

LNP配方优化与改造

VectorBuilder提供为LNP提供标准（如SM102、ALC-0315、MC3）的和定制的配方两种选择。我们专有的新型配方旨在显著提升体外和体内的转染效率与表达效率。此外，我们还能协助您优化或改造现有配方，以提高递送效率、增强RNA表达、解决免疫原性问题，为您的LNP治疗药物实现最佳效果。

抗体偶联的LNP

在VectorBuilder，我们可以通过以下方式偶联抗体。

硫醇-马来酰亚胺反应

F(ab’)2偶联

使用修饰的N-glycans与抗体位点特异性偶联

与工程改造的scFv位点特异性偶联

使用抗体片段（如F(ab’)2或scFv）或位点特异的偶联相较于完整抗体或随机偶联具有多项优势，总结如下表所示：

分类	特点	对比
抗体类型	抗体片段vs.全长抗体	更小尺寸的抗体片段可提升LNP表面的抗体偶联效率、LNP载量以及在LNP表面的定向排列效果。与完整抗体的偶联相比，抗体片段偶联的LNP因缺乏Fc区域而具有较低的免疫原性。使用抗体片段可实现更深层的组织穿透，并将RNA更精准地递送至致密组织中。
偶联方法	位点特异vs.随机偶联	由于随机偶联可能发生在抗体的多个伯胺位点上，位点特异性偶联能够提供对化学计量的精确控制。位点特异性偶联可通过控制偶联分子的方向以避免发生空间位阻，而在随机偶联中，由于伯胺通常在靶向的配体上以随机方式分布，无法控制偶联分子的方向。

如果您希望您的定制抗体用于开发具备优异组织特异性以及精准递送能力的RNA药物，VectorBuilder可通过其专有的高通量抗体发现服务为您提供相关支持。

案例研究

配方改造

抗体偶联

VectorBuilder在LNP配方优化方面的丰富经验有助于提升RNA治疗药物的效果。

图2 LNP配方优化可提高质粒体外转染效率。（A）表达EGFP的质粒（pDNA-CMV>EGFP）分别采用SM102和ALC-0315两种LNP封装，转染HEK293T细胞。转染后24 h拍摄EGFP荧光图像。（B）基于SM102优化的LNP配方可以获得相较于商业化PEI转染试剂高约6.6倍的在HEK293T细胞中的转染效率。表达萤火虫荧光素酶（pDNA-CMV>Fluc）的质粒被用于报告基因表达。

图3 VectorBuilder开发的新型LNP配方可促使体内长效表达。使用这种新型LNP封装萤火虫荧光素酶报告基因表达质粒（pDNA-CAG>Luc+），按照0.6 mg每千克体重静脉注射小鼠。注射后96 h观察萤火虫荧光素酶报告基因表达情况。

图4 经配方优化的LNP有助于实现在人原代T细胞的高效转染。（A）用LNP封装的EGFP mRNA转染活化的T细胞，剂量为每 1×10⁶个细胞 6 ug mRNA。（B）LNP封装前，变性琼脂糖凝胶电泳确认EGFP mRNA长度正确和完整性。（C）LNP粒径大小和Zeta电势在转染T细胞前进行测定。（D）转染后24 h，使用荧光显微镜和流式细胞术对EGFP的表达进行成像和分析。

图5 一种新型LNP组分可显著降低体内免疫原性。在该配方中，含有M1ψ的HiExpress™ FLuc LNP-mRNA 采用了聚肌氨酸（pSar）脂质取代聚乙二醇（PEG）化脂质。将该组分与采用PEG脂质配方的LNP分别进行静脉注射，并在注射后6 h对FLuc的表达进行成像。在注射后24 h，通过 ELISA法对血清中的两种促炎细胞因子进行定量分析。

图6 使用GalNAc修饰的LNP可实现肝脏特异性靶向。(A)动态光散射技术（Zetasizer）对GalNAc和SM102 LNP进行表征。(B)使用GalNAc-LNP可将mRNA高效递送至C57BL/6 Ldlr-/-小鼠肝脏。m1Ψ修饰的HiExpress™ 萤火虫荧光素酶IVT mRNA 分别封装于GalNAc和标准的基于SM102的LNP中。尾静脉注射给药每只野生型和Ldlr-/-敲除小鼠，剂量为每公斤体重0.5 mg封装的RNA。注射后6 h和24 h，通过活体成像观察荧光素酶活性。

VectorBuilder的抗体偶联技术可实现RNA治疗药物的精准靶向与极佳的递送效果。

图7 表达萤火虫荧光素酶（FLuc）的LNP-mRNA在偶联anti-CD31抗体后在肺部的表达效率提升。小鼠品系：C57BC/6J ；小鼠年龄：6-8周；小鼠性别：雌性；注射途径：尾静脉注射；阴性对照：IgG2a偶联的Fluc-mRNA。

图8 使用抗体偶联的LNP实现组织特异性的mRNA递送。（A）向两组携带有Cre依赖的tdTomato表达盒的Ai9小鼠各自静脉注射特定类型的LNP封装的Cre mRNA（0.4 mg/kg）。其中一种LNP经过anti-CD31抗体偶联，另一种则无抗体偶联。（B）注射后72 h，观察肺部tdTomato表达效果。

图9 使用全长抗体和F(ab’)2 偶联LNP实现对肺部的强化靶向效果。分别将anti-CD31全长抗体和F(ab’)2 偶联于Fluc LNP-mRNA，并通过静脉注射给药小鼠（n=3）。

图10 使用位点特异性抗体偶联LNP实现对肺部的强化靶向效果。分别将anti-CD31全长抗体和scFV位点特异性偶联于Fluc LNP-mRNA，并通过静脉注射给药小鼠。