High-throughput and high-content bioassay enables tuning of polyester nanoparticles for cellular uptake, endosomal escape, and systemic in vivo delivery of mRNA.
High-throughput and high-content bioassay enables tuning of polyester nanoparticles for cellular uptake, endosomal escape, and systemic in vivo delivery of mRNA.
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高通量和高含量的生物测定使得能够调节聚酯纳米颗粒以用于mRNA的细胞摄取、内体逃逸和全身性体内递送。
DOI：
10.1126/sciadv.abk2855
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发表时间：
2022-01-07
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Green JJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Rui Y;Wilson DR;Tzeng SY;Yamagata HM;Sudhakar D;Conge M;Berlinicke CA;Zack DJ;Tuesca A;Green JJ
定量生物测定使得能够开发用于体内mRNA递送的下一代可生物降解的聚合物纳米颗粒。基于纳米颗粒的mRNA治疗剂具有很大的前景，但细胞内化和内体逃逸仍然是胞质递送的关键障碍。我们开发了一种双纳米颗粒摄取和内体破坏试验，使用高通量和高内容的基于图像的筛选。使用遗传编码的半乳糖凝集素8荧光融合蛋白传感器，可以通过在受损的内体膜上的传感器聚类来检测内体破坏。同时，使用荧光标记的mRNA定量核酸内吞作用。我们使用了一系列可生物降解的聚（β-氨基酯）以及Lipofectamine和PEI，以证明与传统的聚合物和纳米颗粒理化特性相比，该测定法对mRNA递送具有更高的预测能力。顶级纳米颗粒制剂能够在静脉内注射后在多种组织中安全有效地表达mRNA，表明体外筛选方法也可预测体内性能。使用可生物降解颗粒的mRNA的有效非病毒全身递送为遗传医学和人类健康开辟了新的途径。
Quantitative bioassay enables the development of next-generation biodegradable polymeric nanoparticles for in vivo mRNA delivery. Nanoparticle-based mRNA therapeutics hold great promise, but cellular internalization and endosomal escape remain key barriers for cytosolic delivery. We developed a dual nanoparticle uptake and endosomal disruption assay using high-throughput and high-content image-based screening. Using a genetically encoded Galectin 8 fluorescent fusion protein sensor, endosomal disruption could be detected via sensor clustering on damaged endosomal membranes. Simultaneously, nucleic acid endocytosis was quantified using fluorescently tagged mRNA. We used an array of biodegradable poly(beta-amino ester)s as well as Lipofectamine and PEI to demonstrate that this assay has higher predictive capacity for mRNA delivery compared to conventional polymer and nanoparticle physiochemical characteristics. Top nanoparticle formulations enabled safe and efficacious mRNA expression in multiple tissues following intravenous injection, demonstrating that the in vitro screening method is also predictive of in vivo performance. Efficacious nonviral systemic delivery of mRNA with biodegradable particles opens up new avenues for genetic medicine and human health.
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作者：
Liu, Ji;Chang, Jin;Wang, Ming
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Wang, Ming
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12.4
作者：
Kariko, Katalin;Muramatsu, Hiromi;Welsh, Frank A.;Ludwig, Janos;Kato, Hiroki;Akira, Shizuo;Weissman, Drew
通讯作者：
Weissman, Drew
DOI：
10.1038/nrd.2017.243
发表时间：
2018-04
期刊：
Nature reviews. Drug discovery
影响因子：
--
作者：
Pardi N;Hogan MJ;Porter FW;Weissman D
通讯作者：
Weissman D
影响因子：
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作者：
Mandal, Pankaj K.;Ferreira, Leonardo M. R.;Collins, Ryan;Meissner, Torsten B.;Boutwell, Christian L.;Friesen, Max;Vrbanac, Vladimir;Garrison, Brian S.;Stortchevoi, Alexei;Bryder, David;Musunuru, Kiran;Brand, Harrison;Tager, Andrew M.;Allen, Todd M.;Talkowski, Michael E.;Rossi, Derrick J.;Cowan, Chad A.
通讯作者：
Cowan, Chad A.
影响因子：
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作者：
HADARI, YR;PAZ, K;ZICK, Y
通讯作者：
ZICK, Y