自新冠mRNA疫苗获批以来，mRNA疫苗及其脂质纳米颗粒（LNP）递送载体受到广泛关注。由于mRNA分子本身易受水解、氧化及核酸酶降解的影响， mRNA-LNP在临床应用中通常需要储存于-20°C甚至-70°C的环境中以维持其稳定性。然而，冷冻过程会导致LNP聚集、融合及mRNA泄漏等问题。为此，通常需要添加冷冻保护剂来防止LNP聚集。如何在冻融循环后实现LNP递送效能的100%恢复是该领域研究的主要挑战。

近日，化学所胶体、界面与化学热力学实验室吕雪光课题组与中国科学院理化技术研究所王健君团队合作，将冻融后LNP的mRNA递送效率提升至200%以上，更新了长期以来领域内对冷冻过程损害LNP递送效率的认知。研究发现，冷冻过程会在LNP与周围溶液之间形成浓度梯度（即冷冻浓缩效应），从而促进小分子物质渗透到LNP内部。利用这一机制，研究人员在冻融过程中成功将一种两性离子冷冻保护剂甜菜碱整合到LNP内部。负载甜菜碱的LNP表现出更强的内体逃逸能力，并在体外和体内实验中均显著提升了mRNA递送效率，降低了mRNA疫苗的起效剂量。这些发现为理解冷冻保护剂与LNP在冻融循环中的相互作用机制提供了新视角，同时也为利用冷冻浓缩技术开发LNP制剂探索了新途径，并提出在未来的配方中将冷冻保护剂作为影响LNP结构和功能的活性成分加以考虑。

相关研究成果近期发表于Nature Communications (Nat. Commun.,2025,16,4700)。论文的共同第一作者为博士生程星迪和郑夏，通讯作者为吕雪光研究员、中国科学院理化技术研究所刘樟副研究员和王健君研究员。

胶体、界面与化学热力学实验室

2025年5月29日