纳米粒子将microRNAs递送到肌肉干细胞，用于潜在的肌肉营养不良治疗

在一项国际合作中，研究人员在针对杜氏肌营养不良症（一种迄今为止无法治愈的疾病）的microRNAs治疗传递方面取得了重要突破

杜氏肌营养不良是一种遗传性疾病，其特征是由于肌营养不良蛋白基因突变导致肌肉质量逐渐减少。如果没有相应的功能蛋白，肌肉就无法正常运作或自我修复，导致骨骼肌、心脏肌和肺肌的退化。由于肌营养不良蛋白基因位于X染色体上，它主要影响男性，而女性通常是携带者

研究人员开发了一种治疗肌肉营养不良的策略，该策略使用纳米粒子作为载体将治疗性microRNAs运输到肌肉干细胞。一旦进入肌肉干细胞，纳米粒子就会释放microRNA来刺激肌肉纤维的产生

这项研究发表在《自然通讯》杂志上

MicroRNA是一类在基因调控中起关键作用的RNA分子。由于稳定性和渗透性低，microRNAs通过血液的递送很复杂。在这种情况下，纳米粒子充当安全的生物载体，并改善了这种疗法的传递

在他们的工作中，研究人员开发了一种适配体，一种选择性识别特定其他分子的分子，在这种情况下，是肌肉干细胞中的蛋白质。通过将适配体与纳米粒子结合，他们能够非常精确地在肌肉干细胞上释放microRNA，并重新激活肌肉再生

研究人员报告了该系统在细胞和动物模型中的活性，他们不仅观察到细胞水平的肌肉再生，还观察到功能水平的恢复。治疗后，接受治疗的小鼠的肌肉得到改善，变得更强壮，增强了小鼠的功能能力

治疗分子击中目标

通常，当静脉注射纳米粒子时，它通常会根据其大小积聚在肝脏或肾脏中。此外，在这个过程中，纳米结构被血浆中的蛋白质包裹着，这就是所谓的蛋白质冠，它调节着纳米粒子的生物分布。这些过程会显著影响纳米颗粒的积聚位置，降低治疗的有效性

在这项研究中，用上述适配体修饰的纳米载体优先在肌肉中积累，特别是在肌肉干细胞中，它们释放microRNAs激活肌肉再生

适配体的开发

适配体是采用特定三维结构的DNA或RNA链，使其能够以高亲和力与靶分子结合。它们的操作类似于抗体，这使它们在生物传感器、治疗和诊断方面具有广泛的潜力

寻找适合所需治疗靶点的适配体就像大海捞针。为此，通常使用一种称为SELEX（通过外显富集系统进化配体）的迭代过程，以促进对靶分子具有高亲和力的DNA或RNA序列的选择。为此，生成了一个包含数万亿个核酸序列的随机库，然后与靶分子一起孵育。库中的一些链可能对目标分子具有亲和力

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然后，通过后续的洗涤和扩增步骤选择具有高亲和力的序列家族。最后，最有效的序列通常针对治疗或诊断应用中的稳定性和功能性进行优化

在他们最近的工作中，研究人员将纳米颗粒与针对α7/β1整合素的适配体结合在一起，这是一种由肌肉祖细胞和分化的肌纤维表达的非常特异的表面受体，在其他器官或组织中几乎不存在。通过这种方式，适配体偶联的纳米颗粒可以有效地靶向肌肉，对肌肉干细胞具有高选择性

该研究的主要作者Álvaro Somoza对研究结果非常热情：“有两件事值得注意。首先，将microRNA有效递送到所需器官，这提高了治疗的有效性。另一方面，这种方法可以防止在其他器官（如大脑、肾脏或肝脏）中的积聚，这是预防副作用的关键。”

Somoza教授团队开发的microRNAS等核酸递送平台具有生物相容性、无毒性和非免疫原性，可以很容易地适应不同类型寡核苷酸的释放，用于治疗各种疾病

这项工作是马德里IMDEA纳米科学研究所的研究人员之间的合作，由阿尔瓦罗·索摩查领导；由Daniela Palacios领导的圣心天主教大学（罗马）；以及让-雅克·图梅领导的波尔多大学 More information: Francesco Millozzi et al, Aptamer-conjugated gold nanoparticles enable oligonucleotide delivery into muscle stem cells to promote regeneration of dystrophic muscles, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-024-55223-9

Journal information: Nature Communications