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密室逃脱绝境系列44
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中新网西安5月9日电 (记者 阿琳娜)记者9日从西安电子科技大学获悉，该校生命科学技术学院邓宏章教授团队以创新性非离子递送系统，成功破解“毒性-效率”死锁，为基因治疗装上“安全导航”。
据介绍，在生物医药技术迅猛发展的今天，mRNA疗法以其巨大的潜力和迅猛的发展速度成为医学领域的焦点，mRNA技术正逐步重塑现代医疗的版图。然而，这一领域的核心挑战——如何安全高效地递送mRNA至靶细胞始终是制约其临床转化的关键瓶颈。传统脂质纳米颗粒(LNP)依赖阳离子载体的递送系统虽广泛应用，却伴随毒性高、稳定性差等难题，亟需一场技术革命。
mRNA作为携带负电荷的亲水性大分子，需借助载体穿越细胞膜的静电屏障并抵御RNA酶的快速降解。传统LNP依赖阳离子脂质与mRNA的静电结合，虽能实现封装，却因电荷相互作用引发炎症反应和细胞毒性，且存在靶向性差、体内表达周期短等缺陷。邓宏章团队另辟蹊径，通过人工智能筛选出硫脲基团作为关键功能单元，构建基于氢键作用的非离子递送系统(TNP)。
与传统LNP不同，TNP通过硫脲基团与mRNA形成强氢键网络，实现无电荷依赖的高效负载。实验表明，TNP不仅制备工艺简便，更具备多项突破性优势：mRNA体内表达周期延长至LNP的7倍；脾脏靶向效率显著提升；生物安全性达到极高水平，细胞存活率接近100%。尤为值得一提的是，TNP在4℃液态或冻干状态下储存30天后，mRNA完整性仍保持95%以上，为破解mRNA冷链运输依赖提供了全新方案。
为揭示TNP高效递送的底层逻辑，团队通过超微结构解析和基因表达谱分析，绘制出其独特的胞内转运路径。首先，TNP通过微胞饮作用持续内化，巧妙规避Rab11介导的回收通路，胞内截留率高达89.7%(LNP仅为27.5%)。进入细胞后，硫脲基团与内体膜脂质发生相互作用，引发膜透化效应，使载体携完整mRNA直接释放至胞质，避开溶酶体降解陷阱。
这一“智能逃逸”机制不仅大幅提升递送效率，更显著降低载体用量。邓宏章对此形象地比喻，“传统LNP像‘硬闯城门’的士兵，难免伤及无辜；而TNP则是‘和平访问’的来客，以最小代价达成使命。”目前，团队已基于该技术开发出多款靶向递送系统，并在肿瘤免疫治疗、罕见病基因编辑等领域进入动物实验阶段。
据悉，随着非离子递送技术的临床转化加速，基因治疗的成本有望进一步降低，也为罕见病、慢性病等患者提供了更可及的治疗方案。(完) 【编辑:李岩】