分别检验 ASO 递送位置和小鼠 RNA 剪接
暨南大学等机构团队在 Advanced Science 报道磁引导反义寡核苷酸(antisense oligonucleotide,ASO)递送研究。团队用磁性纳米颗粒(magnetic nanoparticles,MNP)帮助 ASO 接近组织,并把离体组织、人源类器官和核糖核酸(RNA)剪接检测组合起来评价。
研究先用 Cy3 荧光标记的对照 ASO 测量摄取与分布,再用靶向小鼠 Ush2a 的 mQR421a 检测外显子跳跃。前一部分提供进入细胞和组织层次的信息,后一部分才直接检验 ASO 对 RNA 剪接的作用。
离体视网膜的朝向改变 ASO 分布
研究者分别让小鼠视网膜的神经节细胞层或感光细胞侧朝向培养液。磁辅助条件下,前一种摆放方式约有 60% 的 ASO 荧光分布在神经节细胞层;后一种约有 72% 分布在感光细胞内外节区域。这些比例按组织层的荧光分布计算。
猕猴离体视网膜也显示明显的方向依赖。神经节细胞侧朝上时,磁辅助递送能够促进 ASO 穿过内界膜;感光细胞侧朝上时,荧光主要停留在内外节区域。在包含色素上皮和脉络膜的样本中,7 天观察未显示 ASO 穿过 Bruch 膜。
猕猴实验还观察到 Müller 胶质细胞突起的形态改变。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)信号在相关比较中未显著升高,但形态变化仍提示,递送评价需要同时考虑组织反应。切分后的组织片分别用于各实验条件。
小鼠 ASO 剪接效应随载体与处理条件变化
靶向人 USH2A 的 QR421a 对应于外显子 13;本文的小鼠同源 ASO mQR421a 检测的是 Ush2a 外显子 12 跳跃。在离体视网膜中,200 nM 裸 ASO、转染试剂辅助 ASO 和加入磁性颗粒的复合物,分别产生约 3%、6% 和 7% 的跳跃比例。
加入环己酰亚胺后,磁辅助组检测到的跳跃比例约为 20%。在另一项保留视网膜—色素上皮—脉络膜—巩膜结构的实验中,磁辅助组约为 27%。处理条件和组织构成改变了可检测的剪接结果。
完整组织复合体还被放入以 20 μL/min 流动的培养系统。7 天培养中,作者同时测量应激、凋亡相关转录指标和组织结构,为药物递送增加动态培养条件下的观察。
人源类器官中,磁辅助提高荧光阳性细胞比例
团队将携带 USH2A c.8559-2A>G 变异的患者来源诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)分化为视网膜和内耳类器官。在 80 天视网膜类器官的 4 组比较中,无磁性颗粒组在第 2、7 天的 Cy3 阳性比例约为 18%、38%;磁辅助组在第 1、2 天约为 50%、63%。
30 天内耳类器官采用 200 nM 荧光 ASO。第 7 天的流式检测显示,加入磁性颗粒后,阳性比例由约 40% 提高至约 70%。这部分实验评价的是荧光 ASO 摄取,功能性剪接验证仍来自前述小鼠组织实验。

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组织反应与体内给药仍需进一步研究
3 类离体模型各有用途:悬浮培养便于优化递送条件,展平组织便于观察分层定位,保留色素上皮等结构的复合体则增加机械支撑和屏障层次。作者用这些模型安排不同的递送问题。
作者指出,体外使用的 10 μL 给药体积超过小鼠玻璃体腔容量,后续体内实验需要调整。匹配眼球曲率的磁板设计、磁力与眼球距离的关系,也是作者提出的后续研究事项。