环状RNA（circRNA）是一种新兴的RNA疫苗，可应用于预防和治疗各种疾病，包括癌症免疫疗法。对于癌症治疗性疫苗，将circRNA递送至淋巴组织如淋巴结（LN）和树突状细胞（DC），对引发抗原特异性T细胞应答至关重要。
脂质纳米颗粒（LNP）已在mRNA疫苗方面取得了巨大成功，并有望成为circRNA疫苗的纳米载体。LNP的脂质组成在决定circRNA-LNP疫苗的免疫递送、蛋白质表达以及先天性和适应性免疫应答的效率中起关键作用。
近日，美国密歇根大学朱贵志团队在Journal of Controlled Release期刊上发表研究论文：Investigation of the impact of lipid nanoparticle compositions on the delivery and T cell response of circRNA vaccine。团队研究了LNP配方对RNA递送效率、蛋白质表达和circRNA疫苗的T细胞应答的影响，并利用优化的LNP配方将circRNA递送至DC，有效诱导强大的T细胞应答。
首先，研究利用编码萤火虫荧光素酶的mRNA和circRNA（mRNA-fLuc），研究蛋白质表达；并使用团队此前已验证过治疗潜力的两种小circRNA疫苗（编码MHC-I限制性的OVA SIINFEKL肽抗原的circRNA-SIINFEKL，编码HPV-16 E7抗原的circRNA-E7），研究T细胞应答。
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团队在体内和体外研究了六种可电离脂质（SM-102、MC3、ALC-0315、CL 1、cKK-E12和OF-C4-Deg-Lin）、三种辅助脂质（DSPC、DOPE和9A1P9）和六种不同摩尔比的胆固醇和β-谷甾醇的组合对RNA LNP的理化性质、体外DC转染、引流LN中的体内蛋白表达和抗原特异性T细胞应答的影响。
可电离脂质选择
在这些可电离脂质中，SM-102对DC转染和使circRNA疫苗引发T细胞应答的效果最好。SM-102 LNP在树突状细胞（DC2.4）中荧光素酶表达效率最高；皮下注射到小鼠后，SM-102 LNP在小鼠引流淋巴结（LN）中蛋白表达量最高，且诱导的抗原特异性CD8+ T细胞比例最高。
在LNP被细胞内化后，可电离脂质的电荷随着内体内pH降低至低于其pKa而增加。这导致阳离子可电离脂质和阴离子内体磷脂之间形成离子对，促进膜融合或破坏和随后的内体逃逸。理论上，具有较高pKa的LNP有更高的质子接受能力，促进有效的内体逃逸。因此，SM-102 LNP较好的效果可能是由于其pKa（6.7）接近内体酸性环境，促进内体逃逸。
磷脂优化
研究发现基于DOPE LNP递送的RNA表达效果优于DSPC和9A1P9，可显著增强淋巴结中抗原表达，可能是由于DOPE的锥形结构促进内体膜融合。
固醇比例调整
掺入DOPE和β-谷甾醇的LNP可以产生有效的蛋白质表达，但β-谷甾醇掺入可能与T细胞应答的降低相关。19%胆固醇和19.5% β-谷甾醇摩尔比的LNP递送的RNA表达量最高。
LNP配方优化
SM-102（50%）、β-谷甾醇（19.5%）、胆固醇（19%）、DOPE（10%）和DMG-PEG 2k（1.5%）的F3 LNP，可将mRNA最有效地递送到DC和小鼠LN中；而SM-102（50%），胆固醇（38.5%）、DOPE（10%）和DMG-PEG 2k（1.5%），可最有效地将circRNA递送至小鼠LN中的DC和巨噬细胞，使circRNA疫苗能够诱导有效的CD8+ T细胞应答。
总结
研究通过系统分析LNP组成成分，进一步提高了circRNA递送效率。研究表明，富含胆固醇的LNP更适合于需要强免疫激活的应用，而将β-谷甾醇掺入LNP中可以减少促炎反应，可以用于开发致耐受性疫苗或非疫苗RNA治疗药物。该研究可为设计LNP作为circRNA治疗剂和疫苗的载体提供思路，有利于提高circRNA疫苗预防和治疗疾病的功效。
原文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0168365925002342?via%3Dihub
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