近年来，mRNA依赖的蛋白质替换和CRISPR/Cas介导的基因编辑/修复在多种疾病治疗方面有着极大的应用价值，但是体内安全、高效的递送是制约其应用的最大障碍 1-4 。由于制备过程简易和可以重复给药的特点，非病毒纳米颗粒展现出了非常好的应用前景 1 ，其中 脂质纳米粒 （Lipid Nanoparticles， LNPs ）在RNA治疗中成绩最为突出，2018年8月，FDA批准的第一款siRNA药物（Onpattro）正是基于MC3 LNPs的递送技术 5 。与siRNA药物相似，当前mRNA和CRISPR/Cas的递送LNPs大多数是肝脏靶向的，肝脏以外的有效递送问题亟待解决。高通量化学合成和筛选的方法可以得到靶向肝脏以外的LNPs，如肺和脾 6-8 ，但此方法工作量大、耗时长、并且具有一定的盲目性，而且很难真正给出具有普适性的LNPs设计原则。
2020年4月6日，来自德克萨斯大学西南医学中心 Daniel J Siegwart 教授团队（共同一作为 程强 和 魏妥 博士）在 Nature Nanotechnology 上在线发表了题目为“ Selective organ targeting (SORT) nanoparticles for tissue-specific mRNA delivery and CRISPR–Cas gene editing ”的研究成果，报道了器官选择性mRNA递送和CRISPR/Cas基因编辑的研究成果，提出了对靶向递送LNPs的普适性设计原则（ SORT ）。 SORT可以对LNPs进行精准地、可预测地优化，使其快速实现肝、肺和脾的mRNA靶向递送和CRISPR/Cas9介导的基因编辑（图1），预计该结果将会极大程度地推动mRNA治疗和基因编辑领域的发展，尤其是肝脏以外的靶向治疗。
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图1 SORT技术实现了mRNA的器官选择性递送。
该实验室的前期研究结果表明，两性（同时带有正、负电荷）脂质组成的LNPs会非特异递送mRNA到达多种器官中（肝、肺） 6 ；另一研究结果显示通过调整脂质体的表面电荷可以递送mRNA到免疫细胞中（肺、脾）从而介导肿瘤的免疫治疗 9 。基于此，作者猜想LNPs内部的电荷平衡可能是调控器官选择性递送的关键，为了验证该想法，作者选择了该实验室已优化的肝靶向递送LNPs（名为mDLNP） 10 为研究对象，在原有的4组分中引入带有电荷的第5种脂质（SORT脂质）以便调节LNPs内部的电荷。首先选择了最为常用的阳离子DOTAP脂质分子，随后构建了一系列不同组成比例的DOTAP mDLNP，通用公式为5A2-SC8/DOPE/Chol/PEG/DOTAP=15/15/30/3/X，这里X的变化使得DOTAP含量可以从0%到100%。接着，作者通过静脉给药在小鼠内体进行了mRNA的递送研究。
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图2 DOTAP在mDLNP中占的比例决定了mRNA的器官选择性递送。
通过静脉注射低剂量（01mg/kg）荧光素酶mRNA（Luc mRNA）的纳米颗粒后，DOTAP mDLNP成功转染了小鼠体内的脏器。令人惊讶的是，随着DOTAP的比例不同，表现出了器官选择性mRNA的递送效果（图2）。0%为肝脏特异性转染、10%-15%为脾脏转染最高、之后随着DOTAP比例越高，肺部靶向性越好，且50% DOTAP呈现出最好的肺部转染效果。鉴于此结果，作者随后用相同的策略研究了阴离子SORT脂质（18PA）对mRNA的影响，结果显示引入5%到40%的18PA mDLNP特异性递送mRNA到了脾脏（图3），而在肝和肺没有检测到任何荧光素酶的表达。这些结果表明，LNPs的内部电荷的确在器官选择性递送中扮演了重要的角色。作者将这种快速筛选器官选择性LNPs的方法命名为 SORT 。
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图3 阴离子18PA脂质改造后的mDLNP实现了脾脏的特异性mRNA递送。
为了验证SORT的普适性，首先，利用相同的策略研究了其他类型的LNPs，作者选择了MC3 LNPs 11 和C12-200 LNPs 12 ，二者均为肝靶向mRNA递送载体的金标准。分别引入DOTAP和18PA脂质以后，均得到了与mDLNP中完全一致的结果，即控制DOTAP的比例使mRNA递送到脾和肺，而18PA的加入成功实现了脾脏的特异性mRNA递送（图4），这些结果说明SORT适用于任何类型的LNPs。值得一提的是，MC3 LNPs已经是FDA批准的siRNA递送载体，通过SORT优化技术，有可能对MC3 LNPs进行快速、高效的改造，从而加速siRNA或者mRNA在肺和脾中的治疗应用；接着，作者尝试了多种不同结构但电荷相同的SORT脂质分子以证明其普适性，阳离子脂质分别使用了DOTAP、DDAB和EPC，阴离子脂质使用了18PA、14PA和18BMP，最终得到了一致的结论。说明，SORT技术不依赖脂质分子的化学结构，而是LNPs内部电荷的平衡；最后，作者尝试把SORT脂质替换为可离子化的阳离子脂质，如，DODAP，C12-200和5A2-SC8分子，这些分子在中性环境中不带有任何电荷，而在酸性条件下可带正电荷。研究结果表明，可离子化的阳离子脂质不会改变器官的选择性递送，依然具有肝脏特异性，但是通过引入20%的SORT脂质显著提高了肝脏的转染效率。至此，作者证明了SORT技术在LNPs优化中的普适性规律，简言之，阳离子SORT脂质可以控制mRNA的脾和肺靶向递送；阴离子SORT脂质可实现mRNA的脾脏特异性递送；而可离子化的SORT脂质可用于增强肝脏mRNA的转染效率。SORT技术的普适性不仅在于SORT脂质的选择上，而且适用于不同类型的LNPs中，更重要的是SORT技术对器官选择性mRNA的递送具有可预测性，无需进行大规模体内外实验筛选，这无疑会加快mRNA在今后治疗中的应用。
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图4 SORT技术具有普适性，可以被应用到其他类型的脂质纳米颗粒中，这里选择了MC3 LNPs和C12-200 LNPs为研究对象。
随后，作者分别使用了肝、肺和脾靶向SORT LNPs进行了mRNA递送和基因编辑的应用研究。首先是mRNA介导的器官选择性基因编辑，作者选用了Td-Tomato（tdTom）转基因小鼠，正常状态下，tdTom小鼠只表达本底水平的荧光，当tdtom基因前的终止信号被Cre酶或者CRISPR/Cas9切除后会激活红色荧光的表达，从而方便研究者进行检测。作者分别用肝（20% DODAP SORT）、肺（50% DOTAP SORT）和脾（30% 18PA SORT）靶向LNPs通过单次静脉递送Cre mRNA进行了器官特异性基因编辑，并且通过流式细胞仪技术鉴定了不同细胞类型的编辑效率（图5）。肝实质细胞的编辑效率接近100%，肺部的内皮细胞和上皮细胞的编辑效率分别达到39%和66%，而脾脏的B、T淋巴细胞和巨噬细胞的编辑效率分别为12%、10%和20%。这些研究结果为mRNA介导的器官特异性治疗提供了直接的证据。
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图5 器官特异性SORT LNPs通过递送Cre mRNA在tdTom转基因小鼠成功实现了肝、肺和脾的基因编辑，激活了tdTom的表达。
接着，作者从mRNA移步到了CRISPR/Cas9介导的基因编辑。SORT LNPs包裹Cas9 mRNA和sgRNA复合物，在tdTom小鼠中单次静脉给药后，分别在肝和肺脏观察到了明显的红色荧光信号（图6），虽然脾脏的编辑效率不高，但依旧可以观察到明显增加的红色荧光。随后，作者用相同的策略对内源性基因（PTEN）进行了器官特异性的基因编辑，单次给药后在肝和肺部的基因效率可以分别高达14%和15%！为了进一步研究CRISPR/Cas9基因编辑的应用前景，作者使用肝靶向SORT LNPs，采取3次给药的方法对PCSK9进行了基因编辑。基因水平的编辑效率高达60%，而血液和肝脏中PCSK9蛋白的敲除效率达到了100%！这些结果表明器官选择性SORT LNPs可以介导高水平的基因编辑效率，足以达到疾病治疗的目的。
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图6 SORT LNPs通过共递送Cas9 mRNA和sgRNA在tdTom转基因小鼠和普通C57小鼠中介导了脏器特异性的基因编辑。SORT LNPs在（a，b）tdTom转基因小鼠（tdTom基因）和（c）普通C57小鼠中（PTEN基因）介导的基因编辑；（d-g）肝靶向SORT LNPs介导的肝脏PCSK9基因编辑。
总结而言， 本研究创造性的提出了快速优化和筛选器官特异性LNPs的方法，命名为SORT，SORT适用于各种类型的LNPs，可作为通用的设计指导原则，且无需进行大规模体内外实验筛选。SORT LNPs显示出高效的器官特异性mRNA递送和CRISPR/Cas9基因编辑效果，预计将会极大地促进这些领域的研究。
>靶向药物是近年来出现的高 科技 新型药物，多数人对其不知道或不了解，导致不去选用或在不具备使用条件的情况下选用，那么靶向药物作用机理是什么呢下面是我为你整理的靶向药物作用机理的相关内容，希望对你有用!
靶向药物作用机理
1、被动靶向
被动靶向制剂是指利用特定组织、器官的生理结构特点，使药物在体内能够产生 自然 的分布差异，从而实现靶向效应。被动靶向多依赖于药物或其载体的尺寸效应：如大于7μm的微粒通常会被肺部的小毛细管以机械滤过方式截留，被单核细胞摄取进入肺组织或肺气泡;大于200nm 的微粒则易被脾脏和肝脏的网状内皮系统吞噬。被动靶向中最广为人知的是EPR效应(Enhanced Permeability and Retention effect)，其基于实体 肿瘤 与正常组织中微血管结构的不同：正常微血管内皮间隙致密、结构完整，大分子及大尺寸颗粒不易透过血管壁;而实体瘤组织中的新生血管较多且血管壁间隙较宽、结构完整性差，淋巴回流缺失。这种差异造成直径在100nm上下的大分子类药物或颗粒物质更易于聚集在肿瘤组织内部，从而实现靶向效果 ;除此之外，利用肿瘤部位特殊的pH、酶环境，以及细胞内的还原环境等，也可以实现药物在特定部位的释放，达到靶向给药的目的。
2、主动靶向
主要是指赋予药物或其载体主动与靶标结合的能力，主要手段包括将抗体、多肽、糖链、核酸适配体等能够与靶标分子特异性结合的探针分子通过 化学 或 物理 方法偶联到药物或其载体表面，从而实现靶向效果。
3、物理靶向
利用光、热、磁场、电场、超声波等物理信号，人为调控药物在体内的分布及释药特性，实现对病变部位的靶向。
靶向药物的层次
1、组织器官水平
使药物选择性的蓄积在肿瘤组织、炎症部位、或心肝脾肺等特定器官内，从而减少全身性的不良反应。目前针对肿瘤组织的靶向化疗药物是研究的一大 热点 ，如针对肿瘤缺氧、低pH、新生血管密集等特定环境设计的靶向药物能够提高肿瘤组织内的药物浓度，显著改善肿瘤化疗的效果。
2、细胞水平
利用病变细胞表面的某些特定受体，在药物或其载体表面修饰与该受体特异性结合的配体(如抗体、多肽、糖链、核酸适配体、或其他小分子等)，使药物能够精确地定位到病变细胞并将其杀伤，而对正常细胞则不产生明显的毒害作用。
3、亚细胞水平
很多药物(如核酸药物、大多数蛋白药物、及部分小分子药物)需要进入细胞内部，或者在特定细胞器(如线粒体、细胞核)内才能发挥作用。穿膜肽、核定位序列(Nuclear localization sequence)等是目前研究较多的靶向组件。
靶向药物的分类
一、小分子药物
小分子药物通常是信号传导抑制剂，它能够特异性地阻断肿瘤生长、增殖过程中所必需的信号传导通路，从而达到治疗的目的。例如诺华制药生产的格列卫(Gleevec，通用名Imitinib)、阿斯利康生产的易瑞沙(Iressa，通用名Gefitinib)均属此类;
二、细胞凋亡诱导药物
通过特异性地诱导肿瘤细胞凋亡，达到治疗的目的。如美国千年制药公司生产的Velcade(通用名bortezomib)、Genta公司生产的Genasense(oblimersen);
三、单克隆抗体
例如赫塞汀(Herceptin，通用名Trastuzumab)，用于治疗HER2基因阳性(过量表达)的 乳腺癌 。这类药物是通过抗原抗体的特异性结合来识别肿瘤细胞的。
1 靶向药物药理机制
2 铂类药物作用机理
3 靶向药物的分类
4 抗肿瘤药物分类及作用机制
5 靶向药物研究进展
北京诺禾致源是国内较早开展靶向基因检测的公司，检测技术和报告解读都是很强的，可提供科学的个性化靶向基因检测。
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