巨噬细胞靶向 Mms6 mRNA - 脂质纳米颗粒：脊髓损伤修复新希望

《SCIENCE ADVANCES》：Macrophage-targeted Mms6 mRNA-lipid nanoparticles promote locomotor functional recovery after traumatic spinal cord injury in mice

脊髓损伤（SCI）严重损害中枢神经系统，导致严重神经功能缺损和长期残疾。研究人员开展了巨噬细胞靶向 Mms6 mRNA - 脂质纳米颗粒（LNPs）促进 SCI 小鼠运动功能恢复的研究。结果显示，该纳米颗粒能增强巨噬细胞抗铁死亡能力，促进脊髓形态修复和功能恢复，为 SCI 治疗提供新策略。

　　脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）就像一场突如其来的风暴，无情地侵袭着中枢神经系统，让患者陷入严重神经功能缺损和长期残疾的困境。曾经，面对 SCI 导致的神经功能损伤，医学似乎束手无策，人们一度认为无法有效减少其带来的神经功能障碍。但随着研究的深入，神经修复治疗的出现带来了一丝曙光，部分受损的神经功能得到了恢复。在 SCI 恢复过程中，免疫系统，尤其是 M2 巨噬细胞，扮演着极为重要的角色，它们就像勤劳的 “清道夫”，能及时清理损伤后的细胞碎片，释放抗炎介质，助力身体恢复。

基于此，研究人员想到能否通过增强这些巨噬细胞的能力来改善 SCI 的恢复效果呢？浙江大学生命科学和健康医学领域的研究人员开展了一项意义重大的研究，旨在探索巨噬细胞靶向的 Mms6 mRNA - 脂质纳米颗粒（LNPs）对 SCI 小鼠运动功能恢复的影响。该研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为脊髓损伤的治疗开辟了新的方向。

研究人员在这项研究中主要运用了以下几种关键技术方法：首先是纳米颗粒制备技术，通过微流体混合法制备了 LNPs 和 PS/LNPs，并对其大小、电位、多分散指数和包封效率等进行了精确表征；其次是细胞实验技术，培养 RAW264.7 小鼠巨噬细胞和 NSC-34 细胞，进行转染、共培养和相关处理，检测细胞功能；动物实验技术也至关重要，建立小鼠 SCI 模型，对小鼠进行分组处理，通过多种检测方法评估运动功能、组织形态学变化等；此外，还利用了生物发光成像技术、流式细胞术、免疫荧光染色等技术检测纳米颗粒在体内的分布、细胞摄取和相关细胞指标。

下面来看具体的研究结果。

1. Mms6 mRNA-LNPs 的特性及其体外抗铁死亡作用：研究人员成功将 Mms6 mRNA 包裹进 LNPs，制备的纳米颗粒平均大小为 107.03nm，zeta 电位为?3.678mV，多分散指数（PDI）为 0.123，包封效率约为 94.30%，转染效率高达约 95% 。实验表明，转染 Mms6 mRNA-LNPs 的巨噬细胞铁捕获和储存能力增强，能有效减轻缺氧诱导的铁死亡，并且对神经细胞具有保护作用。
2. 静脉注射 LNPs 比腹腔注射更有效地将 mRNA 递送至损伤脊髓：通过生物发光成像技术发现，静脉注射荧光素酶（FLuc）mRNA-LNPs 后，损伤脊髓中的发光信号更强且持续时间更长，9 小时时达到峰值，是腹腔注射组的 10 倍。进一步研究发现，mRNA-LNPs 主要被巨噬细胞和神经元摄取，且约 7% 的巨噬细胞被转染，微 glia（中枢神经系统中的组织驻留巨噬细胞）也能摄取纳米颗粒。
3. 静脉注射 Mms6 mRNA-LNPs 促进创伤性 SCI 小鼠的运动功能恢复和形态修复：行为学测试结果显示，静脉注射 Mms6 mRNA-LNPs 能显著提高 Basso 小鼠评分（Basso Mouse Scale，BMS）和亚评分，增加步长，改善后肢拖拽情况，且呈剂量依赖性。组织学染色表明，该纳米颗粒能减少损伤面积、瘢痕形成，增加神经元存活和神经纤维修复，且无明显毒性，2.5mg/kg 的剂量效果最佳。
4. 巨噬细胞耗竭消除了 Mms6 mRNA-LNP 对 SCI 后形态修复和功能恢复的促进作用：研究发现，注射 Mms6 mRNA-LNPs 后，损伤脊髓中的巨噬细胞铁死亡明显减少。使用巨噬细胞耗竭剂氯膦酸盐脂质体（Clodrosome）耗竭巨噬细胞后，Mms6 mRNA-LNP 对功能恢复和形态修复的有益作用显著消失，证实了巨噬细胞在介导 Mms6 mRNA-LNP 治疗效果中的关键作用。
5. 合成巨噬细胞靶向的 Mms6 mRNA-PS/LNPs 并将 mRNA 递送至损伤脊髓：为提高 LNPs 对巨噬细胞的靶向性，研究人员开发了表面含有磷脂酰丝氨酸（PS）的 PS/LNPs。该纳米颗粒平均大小为 176.3nm，zeta 电位为?6.2mV，PDI 为 0.116，包封效率约为 87.63%，转染效率约为 99% 。体内实验表明，PS/LNPs 能有效增强 mRNA 向损伤脊髓尤其是巨噬细胞的递送。
6. 用含 Mms6 mRNA 的 PS/LNPs 治疗改善 SCI 后的结构异常和运动功能障碍：与 Mms6 mRNA-LNPs 治疗组相比，PS/LNPs 治疗组小鼠的运动功能恢复更好，损伤脊髓的病变面积和纤维化面积更小，神经元存活率和神经纤维修复率更高，表明 PS/LNPs 能强化 Mms6 mRNA-LNP 递送系统对 SCI 小鼠功能恢复和形态修复的改善作用。

综上所述，本研究成功制备了巨噬细胞靶向的 Mms6 mRNA-PS/LNPs，证实其能有效靶向损伤脊髓中的巨噬细胞，通过抑制巨噬细胞铁死亡促进脊髓形态修复和运动功能恢复。这种方法避免了传统细胞移植的风险，为脊髓损伤的治疗提供了一种有前景的非基因毒性替代方案，有望推动基因修饰治疗策略在多种神经系统疾病中的应用。不过，研究也指出，虽然 PS 修饰降低了 LNPs 在肝脏的积累，但在脾脏仍有较多摄取，未来还需进一步探索更特异性的巨噬细胞识别膜分子，优化 LNPs 的特性，以提高其治疗效果 。