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摘要:SM-102(AbMole,M22501,CAS No.:2089251-47-6),是新一代的叔胺类可电离脂质,也是脂质纳米颗粒(LNP)的核心组分,广泛用于核酸递送研究(包括mRNA、siRNA的递送)。在酸性环境中SM-102能结合核酸分子;而在生理 pH 条件下又呈现电中性;当SM-102位于内涵体酸性环境中时又能重新质子化,促进 mRNA或者siRNA 的逃逸并进入胞质;该脂质递送效率高,体内耐受性可控,是 mRNA 疫苗、基因递送方向常用的可电离脂质。
一、SM-102 的分子作用机制SM-102(AbMole,M22501)为叔胺型可电离脂质,包含可质子化头部基团以及多条疏水尾链。在微流控制备脂质纳米颗粒(LNP)时,酸性环境中的SM-102 带正电,能依靠静电相互作用结合带负电的核酸分子,组装形成纳米颗粒;当组装后的LNP 进入动物的血液循环时,在pH7.4 条件下脂质发生去质子化呈电中性,这能降低血清蛋白吸附,减少免疫识别,延长体内循环时间。LNP 经由胞吞进入内涵体,内涵体 pH5-6 酸性环境,SM-102 再次质子化,和内涵体膜阴离子脂质形成非双层结构,促使膜破裂,释放 mRNA 至细胞质,该质子缓冲效应直接决定了 LNP 的递送效率。相较于初代可电离脂质,SM-102的内涵体逃逸效率得到了明显的提升。
SM-102 、DSPC(816-94-4)、胆固醇(57-88-5)、PEG-脂质(如mPEG2000 PE sodium CAS No.:247925-28-6)组成的四组分配方,已经作为肌肉注射、静脉给药 mRNA 递送研究的经典配方骨架。
二、SM-102 在细胞层面研究中的应用细胞实验中,SM-102(AbMole,M22501)展现出优异的核酸递送性能。有文献采用摩尔比 SM-102/DSPC/ 胆固醇 / PEG-脂质 = 50:10:38.5:1.5 的配方,包裹荧光素酶 mRNA,转染 HEK293T 细胞 24-48 h,荧光素酶表达水平较传统转染材料提高了2-5倍。在人原代肝细胞、原代免疫细胞,SM-102形成的脂质体同样具备良好的转染效率,且对细胞活力的影响较小,CCK-8实验结果表明SM-102组装得到的脂质体对细胞活力影响与对空白照组相比无明显差别。在构建脂质体的过程中,实验人员可以通过调整微流控流速、缓冲液 pH、氮磷比,将 LNP 粒径控制在 80-120 nm 区间,平衡包封率(>90%)和转染效率。SM-102 也能用于脂质构效关系(SAR)的研究;可以对比不同分支结构、疏水尾链长度脂质的转染活性,总结可电离脂质构效规律,指导新型脂质分子开发。
三、SM-102 在动物实验研究中的应用动物实验中 SM-102-LNP(脂质纳米颗粒)多用于 mRNA 疫苗体内递送验证。已有 Nature 文献报道 mRNA-1273 候选疫苗使用 SM-102 为核心 LNP。C57BL/6 小鼠肌肉注射 1 μg mRNA,2 周即可产生高滴度中和抗体;给药 1-10 μg 就可以对病毒攻击实现完全保护,同时诱导以 Th1 为主细胞免疫应答。
后续大量研究将该配方用于蛋白替代表达、Cas9 mRNA/sgRNA 基因编辑、肿瘤疫苗动物实验。肌肉注射之后,抗原表达峰值出现在 6-24 h,蛋白表达维持数天。肌肉注射条件下,LNP 主要富集注射局部与引流淋巴结,适合疫苗研究;静脉给药后 LNP 主要分布肝脏,可开展肝靶向 mRNA 表达相关研究。
范例详解
Biomaterials. 2026;334:124252
AbMole 的 SM‑102(AbMole,M22501)作为脂质纳米粒(LNP)的核心组分,用于制备包载 Nmnat1‑GFP 质粒 DNA 的基因递送纳米载体;在人小梁网细胞 HTMCs、HEK293 细胞体外转染实验中,和 ALC‑0315 做平行对照,评价不同可电离脂质构成 LNP 的基因转染效率;所制备的 SM‑102‑LNPs 后续可整合进环形扇形微针贴片,用于小鼠模型的眼部小梁网组织的靶向基因递送,探究青光眼线粒体功能障碍的干预策略。
图 In vivo biocompatibility of AS-MNs implantation.
四、SM-102 在细胞实验中的应用(文献参考举例)
该方案用于 SM-102 LNP 制备,理化表征,细胞转染效率评价。
细胞系:HEK293T 或 HeLa 细胞
检测指标与方法:SM-102/DSPC/ 胆固醇 / PEG-脂质摩尔配比为50:10:38.5:1.5;氮磷比设置 6:1 包裹荧光素酶 mRNA;微流控混合:乙醇相 pH4.0 柠檬酸盐缓冲液和 mRNA 水相,流速比 1:3;RiboGreen 检测包封率;DLS 检测粒径、PDI;细胞转染 24-48 h,荧光素酶发光检测或者流式检测 eGFP 表达;CCK-8 评估细胞毒性。
给药浓度:mRNA 0.1~1 μg/mL
处理时长:转染后 24-48 h 检测
参考文献:Corbett K S, et al. SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature, 2020, 586 (7830): 567-571.
注:上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献调整。
五、SM-102 在动物实验中的应用(文献参考举例)该方案用于 mRNA 疫苗体内免疫原性、抗原表达评价。
动物模型:C57BL/6 小鼠,肌肉注射 mRNA-LNP 免疫模型
给药配制:SM-102 制备得到 LNP,无菌 PBS 稀释至工作浓度
给药剂量:mRNA 1-10 μg / 只,两侧后腿肌肉分点注射
给药方案:第 0、21 天两次免疫;第 2 周开始采血检测结合抗体、中和抗体滴度;末次免疫后 ELISPOT 检测抗原特异性 T 细胞应答;可采用活体成像检测注射部位抗原表达。
参考文献:Corbett K S, et al. SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature, 2020, 586 (7830): 567-571.
注:上述方法来自公开文献,仅供相同目的实验参考。如实验目的、材料、方法不同,请参考其他文献调整。
六、SM-102 实验操作关键注意事项1. SM-102乙醇储备液-20℃避光充氮气保存,防止氧化水解。
2. LNP 建议现配现用;短期储存 4℃,长期保存需要采用冻干工艺。
3. 微流控流速比、总流速、缓冲液 pH 显著影响 LNP 粒径分布;实验固定制备参数,做好批次质量控制。
总结 综上,SM-102(AbMole,M22501,2089251-47-6)具备优秀内涵体逃逸性能,体内效能得到文献验证,是 mRNA-LNP 递送研究中常用可电离脂质。从 HEK293T 细胞高效转染,到 mRNA 疫苗动物体内保护效果验证;SM-102 搭配 DSPC、胆固醇、PEG-脂质四组分配方,为核酸递送体系优化提供起始参考。
本文所述均为科研试剂,仅供科学研究参考
参考文献
[1] Corbett K S, Edwards D K, Leist S R, et al. SARS-CoV-2 mRNA vaccine design enabled by prototype pathogen preparedness. Nature, 2020, 586(7830): 567-571.
[2] Hou X, Zaks T, Langer R, Dong Y. Lipid nanoparticles for mRNA delivery. Nature Reviews Materials, 2021, 6(12): 1078-1094.
[3] Pardi N, Hogan M J, Porter F W, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nature Reviews Drug Discovery, 2018, 17(4): 319-334.
[4] Kulkarni J A, et al. Design of ionizable lipids to overcome the limiting step of endosomal escape: application in the intracellular delivery of mRNA. Journal of Controlled Release, 2018, 294: 268-277.

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