mRNA疗法以其巨大的潜力和迅猛的发展速度成为医学领域的焦点，但是如何安全高效地递送mRNA至靶细胞，始终是制约其临床转化的瓶颈性难题。因为传统脂质纳米颗粒（LNP）依赖阳离子载体的递送系统虽被广泛应用，却伴随毒性高、稳定性差等难题，亟需一场科学技术的创新突破。

近日，西安电子科技大学（简称“西电”）生命科学技术学院邓宏章教授团队以创新性非离子递送系统突破传统桎梏，成功破解“毒性-效率”死锁，为基因治疗领域装上“安全导航”。其相关内容成果发表于《美国国家科学院院刊》（  PNAS），且被评价为“基因递送领域的范式革新”。

邓宏章团队通过人工智能筛选出硫脲基团作为关键功能单元，构建基于氢键作用的非离子递送系统（TNP），与传统LNP不同，TNP通过硫脲基团与mRNA形成强氢键网络，实现了无电荷依赖的高效负载。

他们的实验表明，TNP不仅制备工艺简便，更具备多项突破性优势：mRNA体内表达周期延长至LNP的7倍；脾脏靶向效率显著提升；生物安全性达到极高水平，细胞存活率接近100%。尤其是TNP在4℃液态或冻干状态下储存30天后，mRNA完整性仍保持95%以上，为破解mRNA冷链运输依赖提供了全新方案。

为揭示TNP高效递送的底层逻辑，该团队又通过超微结构解析和基因表达谱分析，绘制出其独特的胞内转运路径。这一“智能逃逸”路径与机制不仅大幅提升递送效率，更显著降低载体用量。

邓宏章对此形象地比喻，“传统LNP像‘硬闯城门’的士兵，难免伤及无辜；而TNP则是‘和平访问’的来客，以最小代价达成使命。”

据介绍，目前该团队已基于该技术开发出多款靶向递送系统，并在肿瘤免疫治疗、罕见病基因编辑等领域进入动物实验阶段。

                            非离子递送系统示意图。论文作者供图

“在AI时代，科研必须跳出经验试错的窠臼，用数据驱动创新”，邓宏章强调说。

这一成果背后是西电医工交叉团队依托学校信息学科优势进行多年深耕的结果。邓宏章团队率先将机器学习引入载体设计，构建“AI预测-实验验证-临床转化”的全链条研发模式。团队开发的算法模型可精准预测脂质分子结构与递送性能的关联，将载体优化周期从数月缩短至数周。随之，团队引进流式细胞仪、全自动快速色谱仪等尖端设备，搭建起国际一流的纳米药物研发平台。为此，近五年来该团队在《自然·通讯》《先进材料》等期刊等发表论文29篇，7篇入选ESI高被引论文，斩获IAAM国际生物材料奖、陕西省自然科学奖等多项荣誉。与此同时， 2023年以来，该团队相关技术已申请专利12项，估值超数千万元。

“我们的目标不仅是发论文，更要让成果走出实验室，惠及千万患者。”邓宏章如是说。

文章相关信息：https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2311276120