费城儿童医院 信用:CC0公共领域 费城儿童医院和宾夕法尼亚大学工程和应用科学学院的研究人员已经确定了可电离的脂质纳米颗粒，可用于输送基因作为胎儿治疗的一部分
今天发表在《科学进展》上的概念验证研究，设计并筛选了许多靶向小鼠胎儿器官的脂质纳米粒制剂，并为在出生前测试治疗遗传疾病的潜在疗法奠定了基础
“这是在出生前确定非病毒介导的方法来提供尖端治疗的重要的第一步，”合著者威廉·H
医学博士佩兰托，普通外科、胸外科和胎儿外科的主治外科医生，同时也是CHOP胎儿外科和儿科外科的Adzick-McCausland杰出教授
“这些脂质纳米粒可能为子宫内的基因传递提供了一个平台，可用于胎儿蛋白替代和基因编辑等治疗
" 迈克尔·J
米切尔是宾夕法尼亚工程学院生物工程系创新助理教授，也是这项研究的另一位资深作者
脱氧核糖核酸测序技术和产前诊断的最新进展使得在出生前诊断许多遗传疾病成为可能
其中一些疾病在出生后通过蛋白质或酶替代疗法进行治疗，但到那时，这种疾病的一些破坏性影响已经扎根
因此，在病人还在子宫里的时候应用治疗有可能对某些疾病更有效
较小的胎儿大小允许最大的治疗剂量，并且未成熟的胎儿免疫系统可能对替代疗法更耐受
在引入治疗性蛋白质替代的潜在载体中，基因不同于其他核酸，如脱氧核糖核酸，因为它不需要进入细胞核，可以利用身体自身的机制产生所需的蛋白质
目前，核酸传递的常用方法包括病毒载体和非病毒方法
尽管病毒载体可能非常适合于基因治疗，但它们存在转基因或病毒载体的一部分不希望地整合到受体基因组中的潜在风险
因此，非常需要开发安全有效的非病毒核酸传递技术来治疗产前疾病
为了确定治疗性基因的潜在非病毒传递系统，研究人员设计了一个脂质纳米粒子库，这是一种尺寸小于100纳米的小粒子，可以有效地进入小鼠胚胎受体的细胞
每一种脂质纳米粒制剂都被用来封装基因，然后给小鼠胎儿服用
研究人员发现，几个脂质纳米颗粒能够将功能性基因输送到胎儿肝脏，其中一些脂质纳米颗粒还将基因输送到胎儿肺和肠
他们还评估了脂质纳米粒的毒性，发现它们比现有配方更安全
在确定了能够以最高效率和安全性在胎儿肝脏、肺和肠道内积累的脂质纳米粒后，研究人员还通过使用它们来递送促红细胞生成素(EPO) mRNA来测试这些设计的治疗潜力，因为EPO蛋白质是容易跟踪的
他们发现，将促红细胞生成素基因输送到小鼠胎儿的肝细胞会导致胎儿循环中促红细胞生成素蛋白水平升高，为使用这些脂质纳米粒通过肝脏进行蛋白替代治疗提供了一个模型
“基因治疗领域的一个主要挑战是向靶细胞和组织输送核酸，而不在健康组织中引起副作用
这在已经被广泛研究的成年动物和人类中很难实现
在实现子宫内核酸递送所需的条件方面知之甚少，”米切尔说
“我们的脂质纳米粒技术在子宫内以安全有效的方式传递基因的初步结果令我们非常兴奋，这可能为脂质纳米粒和基因疗法在出生前治疗疾病开辟新的途径
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