白内障是全球致盲和视力损伤的首要原因，目前手术是治疗白内障的唯一手段，但由于禁忌症、医疗资源成本等多种因素，全球仅有不到五分之一的患者能获得手术治疗。晶状体蛋白聚集是白内障发生的核心病理机制，而羊毛甾醇合成酶（LSS）在调节晶状体蛋白聚集，维持晶状体透明度中发挥关键作用。传统羊毛甾醇类药物因溶解性差、半衰期短等缺陷，治疗效果受限。近日，发表于《Nature Communications》的一项研究提出了创新性解决方案，通过芳香化脂质纳米颗粒（LNPs）递送人羊毛甾醇合成酶（hLSS）mRNA，为白内障的药物治疗开辟了新路径。文中所用报告基因Fluc mRNA (货号R1013/R1011)以及定制hLSS mRNA均由APExBIO提供。

期刊 Nature Communications

IF值 15.7

DOI 10.1038/s41467-025-63553-5

为解决mRNA稳定性差、细胞膜穿透难的问题，研究团队设计了新型芳香化脂质纳米颗粒 pB-UC18 LNPs，其核心成分包括离子化脂质pB-UC18、辅助脂质DOPE和PEG化脂质 DMG-PEG2k。通过动态光散射和透射电镜分析显示，优化后的pB-UC18 LNPs具备均一稳定的纳米结构（图 1b）。

生物相容性实验表明，在酸性 pH（5.4）下pB-UC18 LNPs表现出pH敏感的膜破坏能力（图 1c），这一特性使其能在内涵体酸性环境中实现有效逃逸。细胞摄取机制研究显示，pB-UC18 LNPs可通过网格蛋白介导、小窝蛋白介导和巨胞饮三种内吞途径进入细胞，且能成功将Cy5标记的mRNA递送至细胞质（图 1d-e）。另外Western blot和免疫荧光结果证实，负载hLSS mRNA的pB-UC18 LNPs（mLNPs）能在293T、HeLa和SRA01/04细胞中高效表达LSS蛋白，显著提升细胞内LSS水平（图 1f-h）。

团队对比了玻璃体腔（IVT）、结膜下（SCJ）、前房内（IC）和视网膜下注射（SR）四种眼部递送方式的效果。活体生物发光成像显示，四种途径均能在4 h检测到荧光素酶表达，但IVT、SCJ和SR组的信号快速衰减，而IC注射组在26 h达到峰值，并在48 h仍维持高表达水平（图 2a-c）。离体成像进一步证实，IC注射的mRNA主要在晶状体中特异性表达（图 2d），而其他途径存在明显的肝脏脱靶表达。

剂量依赖性实验表明，pB-UC18 LNPs的递送效率随mRNA剂量增加而显著提升，且在相同剂量下，其眼部递送效能比临床常用的SM-102 LNPs高7倍以上（图 2e-f）。这一结果验证了IC注射结合pB-UC18 LNPs是实现晶状体特异性，以及长效mRNA表达的最优方案。

IC注射mLNPs后，免疫荧光分析显示hLSS蛋白在角膜基质、角膜内皮、脉络膜、晶状体上皮和皮质区高表达，而在晶状体核区表达较低，这与晶状体纤维细胞分化过程中细胞器丢失的结构特性一致（图 3a）。液相色谱-质谱（LC-MS）定量检测证实，LNPs处理能显著提升3周龄和8周龄大鼠晶状体中的羊毛甾醇水平（图 3b），为抑制蛋白聚集提供了物质基础。

安全性评估是眼部疗法的关键。裂隙灯检查显示，mLNPs注射组仅出现角膜穿刺痕迹，无眼睑刺激、角膜混浊、水肿等明显眼部损伤（图 3c）。组织学分析表明，mLNPs对眼球（图 3d）及心、肝、脾、肺、肾等主要脏器均无明显病理改变，且血常规和肝肾功能指标与对照组无统计学差异，证实了该递送系统的生物安全性。

研究最后建立了亚硒酸钠诱导的核性白内障模型和半乳糖诱导的大鼠白内障模型，分别模拟年龄相关性和糖尿病相关性白内障。在亚硒酸钠模型中，mLNPs 处理组的晶状体混浊程度显著改善，白内障分级明显低于未处理组和空LNPs（eLNPs）处理组（图 4b-d）。组织学分析显示，mLNPs处理能恢复晶状体纤维细胞的规则排列，减少空泡形成（图 4e），透射电镜证实晶状体超微结构损伤显著减轻（图 4f）。

在半乳糖诱导模型中，mLNPs治疗后，晶状体皮质区的环状赤道样囊泡和放射状混浊面积随时间逐渐减小，线性回归斜率为-3.57，显著低于未处理组和eLNPs 组（图 5b-c）。HE染色显示晶状体纤维肿胀明显缓解（图 5d），TUNEL 染色证实晶状体上皮和皮质区的凋亡细胞数量显著减少（图 5e），提示LSS介导的抗凋亡通路可能参与了白内障逆转过程。综上所述，通过该递送平台眼部递送hLSS mRNA能够改善大鼠的核型和半乳糖型白内障症状。