MASH 作为代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的严重亚型，其发病机制复杂。目前，临床上针对 MASH 及相关纤维化的有效药物极为匮乏。

为了解决这一问题，近日上海交通大学药学院药物靶标识别与递送上海前沿科学中心国家免疫治疗创新重点实验室的研究团队在《ACS Nano》上发表题为“Prevent and Reverse Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis and Hepatic Fibrosis via mRNA-Mediated Liver-Specific Antibody Therapy”的突破性研究文章，以白细胞介素 - 11（IL - 11）在疾病进程中的核心作用为突破点，创新性地提出利用 mRNA 介导的肝特异性抗体疗法，并借助靶向脂质纳米颗粒（LNP）递送系统来实现治疗目的，旨在探索一种全新且高效的治疗策略。【期刊】ACS Nano

【IF值】15.8

【DOI】10.1021/acsnano.4c13404

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研究背景

MASH作为代谢功能障碍相关脂肪性肝病（MASLD）的严重亚型，在全球范围内影响着约5%的人口，且常与2型糖尿病和肥胖症并发。其发病机制复杂，长期的肝脏多重损伤会引发炎症和肝星状细胞（HSCs）活化，进而导致纤维化，严重情况下可发展为不可逆的肝硬化。目前，临床上针对MASH及相关纤维化的有效药物极为匮乏。现有研究表明，肝细胞脂毒性在MASLD向MASH的转变中占据关键地位，其中IL-11由脂毒性肝细胞分泌，它通过与肝细胞上的受体结合，激活相关信号通路，致使肝细胞代谢功能障碍、细胞死亡，同时还能激活邻近的HSCs，促进纤维化进程。在治疗方面，抗体疗法虽在多种疾病中广泛应用，但针对MASH时，由于缺乏器官或细胞特异性靶向，且抗体半衰期短、稳定性差，导致其应用受限。而mRNA疗法在多种疾病治疗中展现出巨大潜力，脂质纳米颗粒（LNPs）也已成为mRNA药物临床转化的重要递送平台，但针对MASH和肝纤维化的mRNA介导的肝特异性抗体疗法仍处于探索阶段，亟待深入研究。

Figure 1 mRNA疗法机制示意图

研究工作

1. mIL11-scFv@AA3G预防纤维化LNP配方优化与表征

为了优化mRNA@AA3G LNP配方并评估其体外特性，通过制备不同GalNAc配体比例的mRNA@AA3G LNP，测量其粒径、zeta电位和包封效率，并评估细胞摄取效率。结果显示靶向LNP（含GalNAc）的细胞摄取效率显著高于非靶向LNP，且在GalNAc配体比例为3.5%时达到最佳。

Figure 2 mRNA@AA3G LNP配方的制备与表征

2. LNP体内mRNA递送效率

为了评估不同LNP配方在体内的mRNA递送效率和组织分布，通过将编码荧光素酶的mRNA封装到不同LNP中，静脉注射至健康和MASH小鼠，并进行生物发光成像分析。结果显示靶向AA3G LNP在肝脏中表现出最高的荧光素酶表达，且肝脏特异性表达比例最高，优于其他LNP。

Figure 3 MC3 LNP、AA3 LNP或ALC-0315 LNP配方的体内转染效率

3. mIL11-scFv@AA3G预防MASH和纤维化效果

为了验证mIL11-scFv@AA3G在早期MASH模型中预防肝纤维化的效果，通过使用HFHC饮食诱导的MASH小鼠模型，从第15周开始每周注射mIL11-scFv@AA3G，持续4周，评估治疗效果。结果显示mIL11-scFv@AA3G显著减轻肝脂肪变性和纤维化，且高剂量（0.6 mg/kg）效果最佳，优于IL-11 scFv单独治疗。

Figure 4 AA3G LNP介导的肝脏IL-11 scFv表达逆转MASH并阻止其向纤维化的进展

4. mIL11-scFv@AA3G改善脂肪肝和肝损伤

为了评估mIL11-scFv@AA3G在已建立MASH和纤维化模型中的治疗效果，通过使用HFHC饮食诱导的MASH小鼠模型，从第21周开始每周注射mIL11-scFv@AA3G，持续4周，评估治疗效果。结果显示mIL11-scFv@AA3G显著减轻肝脂肪变性和肝损伤，效果优于其他配方，且血清ALT和AST水平接近正常，表明肝脏功能得到恢复。

Figure 5 mIL11-scFv@AA3G治疗改善已建立MASH和纤维化模型中的脂肪肝和肝损伤

5. mIL11-scFv@AA3G抑制IL-11信号通路

为了探讨mIL11-scFv@AA3G在已建立MASH和纤维化模型中对纤维化、炎症和IL-11信号通路的抑制效果，通过使用HFHC饮食诱导的MASH小鼠模型，从第21周开始每周注射mIL11-scFv@AA3G，持续4周，评估治疗效果。结果显示mIL11-scFv@AA3G显著减少胶原沉积，降低肝星状细胞的激活，抑制IL-11信号通路（p-JNK和p-ERK表达降低），有效缓解炎症和纤维化。

Figure 6 mIL11-scFv@AA3G治疗通过抑制IL-11信号通路在已建立的MASH和纤维化中解决纤维化和炎症

6. mIL11-scFv@AA3G安全性评估

为了评估mIL11-scFv@AA3G在健康小鼠中的体内安全性，通过健康C57BL/6J小鼠每周静脉注射mIL11-scFv@AA3G，共4周，评估安全性。结果显示治疗组小鼠的主要器官未见明显病理异常，血液学和生化指标均在正常范围内，表明该疗法具有良好的安全性。

Figure 7 体内安全性评估

研究结论

 该研究开发了一种基于mRNA介导的肝脏特异性抗体疗法（mIL11-scFv@AA3G），通过靶向脂质纳米颗粒（AA3G LNP）递送IL-11单链可变片段（scFv）的mRNA，实现了在肝脏中的特异性表达和持续抗体分泌。在早期和已建立纤维化的MASH小鼠模型中，该疗法显著减轻了肝脂肪变性、炎症和纤维化，恢复了肝脏功能，且表现出良好的安全性。研究结果表明，这种靶向mRNA疗法通过中和过表达的IL-11并抑制其信号通路，有效缓解了MASH及其相关纤维化，为治疗代谢功能障碍相关脂肪性肝炎提供了一种新的、具有临床应用潜力的策略。

精彩看点

• 创新的治疗策略： 利用mRNA技术实现肝脏特异性抗体表达，解决了传统抗体疗法在肝脏疾病中半衰期短、缺乏靶向性的问题。
• 高效的靶向递送系统： 通过优化脂质纳米颗粒（LNP）配方，实现了对肝脏的高效靶向，显著提高了治疗效果。
• 多重机制验证：通过组织学、生化指标、信号通路分析等多维度验证了疗法的有效性，证明了其通过抑制IL-11信号通路缓解MASH和纤维化的机制。
• 潜在的临床应用前景：该疗法不仅针对MASH和肝纤维化，还可能扩展到其他肝脏疾病（如酒精性肝病、慢性病毒性肝炎）的治疗。

   不足之处（文中）

• 动物模型局限性：研究主要基于高脂高胆固醇饮食诱导的MASH小鼠模型，缺乏对其他动物模型（如非人灵长类）或遗传性MASH模型的验证，可能限制其临床转化的普适性。
• 长期疗效和安全性：虽然在短期实验中表现出良好的安全性，但缺乏长期给药后的疗效和安全性评估，尤其是在慢性疾病治疗中的潜在免疫反应或毒性。
• IL-11 scFv的潜在免疫原性：尽管scFv具有较低的免疫原性，但长期表达可能引发免疫反应，这一问题在研究中未被充分探讨。
• 未与现有疗法对比：研究未将mIL11-scFv@AA3G与现有的MASH治疗药物（如PPAR激动剂、FXR激动剂）进行直接对比，难以评估其在临床应用中的优势。

后续可能的研究方向

• 多模型验证：在更多动物模型（如非人灵长类、遗传性MASH模型）中验证该疗法的疗效和安全性，为临床转化提供更充分的依据。长期疗效和安全性研究：开展长期给药实验，评估mRNA疗法在慢性疾病治疗中的潜在免疫反应、组织毒性及代谢影响。
• 与其他疗法联合应用：探索mIL11-scFv@AA3G与现有MASH治疗药物（如PPAR激动剂、FXR激动剂）的联合应用，评估其协同效应。
• 优化递送系统：进一步优化LNP配方，提高mRNA的递送效率和稳定性，延长抗体表达时间，降低给药频率。
• 扩展应用范围：探索该mRNA介导的抗体疗法在其他肝脏疾病（如酒精性肝病、慢性病毒性肝炎）或全身性疾病中的应用潜力。
• 机制深入研究：进一步探讨IL-11在MASH中的作用机制，以及mRNA疗法对肝脏代谢和免疫微环境的长期影响

参考文献

[1] Zhang C, et al. Prevent and Reverse Metabolic Dysfunction-Associated Steatohepatitis and Hepatic Fibrosis via mRNA-Mediated Liver-Specific Antibody Therapy. ACS Nano. 2024 Dec 17;18(50):34375-34390.