《Bioactive Materials》：Boosting ribosomal translation
via ionizable lipid-hydrogel microplexes for localized mRNA therapy
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本研究针对内质网应激（ERS）抑制mRNA疗法核糖体翻译效率的关键瓶颈，开发了一种原位注射型维生素E衍生可电离脂质-水凝胶微复合物（iLMP）。研究人员通过合成新型离子化脂质iVES替代传统脂质，构建具有ERS缓解功能的mRNA递送系统，在股骨头坏死模型中证实其可有效降低p-eIF2α磷酸化水平，显著提升BMP-2 mRNA的翻译效率和成骨分化能力，为慢性炎症环境下mRNA疗法提供了创新解决方案。
在再生医学领域，mRNA疗法展现出巨大潜力，但受损组织中存在的局部内质网应激（ERS）往往会抑制核糖体翻译这一关键过程，成为制约疗效的瓶颈问题。特别是在股骨头坏死等病理状态下，缺血缺氧、氧化应激和炎症反应共同加剧ERS，导致细胞通过未折叠蛋白反应（UPR）主动下调mRNA翻译水平。这种自我保护机制虽然有助于细胞应对应激环境，却严重影响了外源性mRNA药物的蛋白表达效率。
面对这一挑战，上海交通大学医学院附属瑞金医院研究团队在《Bioactive Materials》上发表了一项创新研究，开发出具有ERS缓解功能的可电离脂质-水凝胶微复合物（iLMP），为提升局部mRNA治疗效率提供了新策略。该研究巧妙地将维生素E的抗ERS特性与mRNA递送技术相结合，通过合成维生素E衍生的可电离脂质（iVES），构建出智能递送系统，有效破解了病理环境下mRNA翻译受限的难题。
研究团队采用微流控技术制备载mRNA的脂质纳米粒（iLNP），并将其负载于甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）水凝胶微球中形成iLMP。该系统不仅保持了mRNA递送功能，还通过iVES的缓释作用缓解细胞内ERS。在技术方法上，研究通过（1）化学合成iVES并表征其理化性质；（2）微流控制备载BMP-2 mRNA的iLNPs；（3）物理吸附法制备iLMPs；（4）建立SD大鼠股骨头坏死模型进行体内验证。
合成与表征iVES
研究人员首先通过维生素E琥珀酸酯与3-二甲基氨基-1,2-丙二醇的酯化反应合成iVES。核磁共振氢谱显示，磷脂头部的甲基特征峰出现在2.3 ppm附近，证明成功合成。该脂质pKa值为6.36，与商业化离子化脂质相当，且能在酸性条件下水解释放维生素E，具备作为前药的功能。
制备与表征iLNPs
通过微流控技术将iVES、DSPC、胆固醇和DSPE-PEG-RGD按优化比例制备iLNPs。透射电镜显示其呈规整球形，粒径约200 nm，包封率高达95%以上。凝胶电泳证实mRNA被完全包裹，RGD修饰增强了其对成骨细胞的靶向性。
制备与表征iLMPs
将iLNPs通过物理吸附负载于HAMA微球，冷冻干燥后形成多孔结构的iLMPs。扫描电镜显示iLNPs均匀分布于微球孔隙中，体外释放实验表明其可持续释放iLNPs达8周以上。
iLMPs的生物相容性评估
CCK-8和活死染色结果表明，iLMPs在不同浓度下对MC3T3-E1细胞均无显著毒性，溶血率低于5%，符合生物材料安全要求。划痕实验进一步证实其不影响细胞迁移能力。
iLMPs缓解ERS的评价
在H2O2诱导的ERS细胞模型中，Western blot检测显示B/iLMPs处理组Bip、p-PERK和p-eIF2α表达显著降低，表明其有效抑制了PERK-eIF2α通路过度激活。OPP点击化学法直接证实iLMPs能提高细胞内新生蛋白合成水平。
iLMPs的成骨诱导作用
在mCherry mRNA转染实验中，iLMPs组荧光强度较传统LMPs提高2.3倍。成骨诱导7天后，B/iLMPs组碱性磷酸酶（ALP）活性提高3.1倍；21天后，茜素红染色显示钙结节形成量增加4.2倍，RUNX2和BMP-2蛋白表达均显著上调。
体内治疗效果评估
在SD大鼠股骨头坏死模型中，Micro-CT三维重建显示B/iLMPs组骨小梁数量（Tb.N）和骨体积分数（BV/TV）较模型组分别提高2.8倍和3.3倍。组织切片显示，B/iLMPs组新生骨组织明显增多，脂肪细胞浸润减少，Ficat分期改善显著。免疫荧光检测证实股骨头组织内BMP-2和RUNX2表达水平显著提升。
该研究创新性地将ERS调控机制与mRNA递送技术相结合，突破了病理环境下mRNA翻译效率低下的技术瓶颈。iLMPs不仅提供了一种高效的mRNA递送平台，更通过缓解ERS为蛋白质合成创造有利的细胞内环境。这种"协同增效"策略为慢性炎症性疾病、组织修复等领域的mRNA治疗提供了新思路，有望推动mRNA技术在不
