浙江
基因编辑技术为遗传性疾病治疗带来了希望，可电离脂质纳米颗粒递送大片段RNA货物时效率会随转录本尺寸增加而下降，这一瓶颈限制了非病毒基因编辑疗法的临床转化。2026年8月，多伦多大学李博文团队完成了题为《Lipid nanoparticles optimized for large RNA cargo and tissue targeting enhance in vivo genome editing》的研究，他们建立了一种大货物信息导向的脂质发现策略，将mRNA尺寸纳入可电离脂质筛选流程，并鉴定出先导脂质LC-1。
研究团队合成了包含384种可电离脂质的组合文库，用5.7 kb的ABE-NanoLuc报告mRNA进行筛选，发现了以大货物优化为特征的LC-1脂质。小报告基因Fluc mRNA筛选出的候选脂质富集H10-H12头基和Tb1亚尾，而大mRNA筛选出的候选脂质则主要携带H4、H7或H8头基和L4连接子。LC-1在静脉、鞘内和气管内给药后，分别实现了肝脏中高达79%的Cas9介导敲除、脑内48%和肺内27%的编辑效率，比LP-01和ALC-0315高出四倍，并在三种给药途径中均产生更高的ABE介导报告基因校正。
LC-1支持PCSK9、CFTR R553X和Ube3a-ATS的碱基编辑。单次静脉注射后，小鼠肝脏PcsK9位点A到G编辑效率达到79.5%，血浆PCSK9降低85.7%，LDL胆固醇降低74.7%，效果持续60天以上。在肝人源化小鼠中，LC-1实现了14.3%的人PCSK9编辑。气管内递送LC-1在CFTR R553X小鼠肺中实现约10.5%的编辑。鞘内给药后，LC-1在脑组织中检测到内源性Ube3a-ATS编辑，Snord115和Snord116转录本表达降低。LC-1还能递送超过10 kb的自我扩增RNA，在多种给药途径下维持稳健表达。
机制研究表明，LC-1与RNA形成更强的脂质-RNA相互作用，随着mRNA尺寸增加，LC-1保持有序的融合性倒六角结构，并在酸性pH下增强膜破坏能力。SAXS和cryo-TEM显示，LC-1在pH 7.4和5.5下均形成更尖锐的峰，而LP-01和ALC-0315主要保持层状相。分子动力学模拟表明LC-1与腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶形成更多氢键。LC-1的环状头基和叔丁基连接子共同决定了其融合性堆积、内体逃逸和大mRNA递送能力。这些发现确立了货物尺寸作为可电离脂质发现的关键设计参数，为下一代非病毒基因编辑和大核酸治疗药物开发提供了理性设计指南。
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