SM-102   中文名称: Unii-T7obq65G2I

Ionizable cationic lipid; mRNA vaccine delivery
Erg-mediated Potassium Current (specifically human Erg1/Kv11.1 channel) [5]

迄今为止，三种可电离的阳离子脂质已被批准用于基于RNA的治疗中的临床用途：DLin-MC3-DMA（十七烷-6,9,28,31-四烯-19-基-4-（二甲氨基）丁酸酯）、ALC-0315（4-羟基丁基）氮杂二基）双（己烷-6,1-二烷基）双（2-己基癸酸酯）和SM-102（十七烷-9-基8-（（2-羟乙基）（6-氧代-6-（十一烷氧基）己基）氨基）辛酸酯）。MC3被设计用于将siRNA递送到肝细胞，以治疗遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性（hATTR）。ALC-0315和SM-102是专为mRNA递送而设计的，因为它们是辉瑞/BioNTech/Acuitas和莫德纳分别开发的基于mRNA的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型疫苗中的可电离阳离子脂质。17,18这三种药物制剂都使用类似的“辅助”脂质和脂质摩尔比，约50%的可电离离子脂质，10%的DSPC（1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱），38.5%的胆固醇和1.5%的PEG-DMG（1,2-二肉豆蔻酰rac-甘油-3-甲氧基聚乙二醇-2000）。与ALC-0315和SM-102相比，MC3具有主要的结构差异，因此可能存在效力和毒性差异。在这里，我们报告了含有MC3和ALC-0315的LNPs的直接比较，比较了它们的肝毒性，以及在体内将siRNA货物输送到肝细胞和HSC的能力。由于与ALC-0315的结构相似，本研究未对SM-102进行研究；两种可电离的脂质都表现出相似的支化和相同的官能团（一个羟基、一个叔胺、两个酯和仅饱和烃）[2]。

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SM-102 以浓度依赖性方式抑制稳定表达人Erg1（Kv11.1）通道的HEK293细胞中Erg介导的钾电流幅度，在0.1 μM至30 μM浓度范围内观察到显著效应[5]
- SM-102 改变Erg1通道的门控动力学：使激活的电压依赖性向更正电位偏移，减慢激活和失活速率，加速灭活和复激活速率[5]
- SM-102 诱导Erg电流-电压关系出现明显的滞后现象，该现象具有浓度依赖性，且在去极化电压斜坡期间比超极化斜坡期间更显著[5]

在这项研究中，研究人员评估了基于SM-102的脂质纳米粒（LNPs）体内共递送Cas9 mRNA和引导RNA（gRNA）对小鼠和更高物种中HBV cccDNA和整合DNA的影响。CRISPR纳米粒子治疗使AAV-HBV1.04转导的小鼠肝脏中HBcAg、HBsAg和cccDNA的水平分别降低了53%、73%和64%。在HBV感染的树鼩中，该治疗实现了病毒RNA减少70%和cccDNA减少35%。在HBV转基因小鼠中，观察到90%的HBV RNA抑制和95%的DNA抑制。CRISPR纳米粒子治疗在小鼠和树鼩中都具有良好的耐受性，因为没有观察到肝酶升高和最小脱靶。该研究表明，基于SM-102的CRISPR在体内靶向HBV游离和整合DNA方面是安全有效的。基于SM-102的LNPs提供的系统可作为治疗HBV感染的潜在策略[4]。

可电离脂质纳米粒中mRNA合成和包封的方案：[3]
基本方案1：通过体外转录和酶盖和拖尾合成mRNA
基本方案2：将mRNA封装到可电离的脂质纳米颗粒中
替代方案：使用预制囊泡对mRNA进行小规模封装
基本方案3：mRNA可电离脂质纳米颗粒的表征和质量控制
有关更多详细信息，请参阅https://currentprotocols.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cpz1.898

SM-102（1-辛基壬基8-[（2-羟乙基）[6-氧代-6-（十一烷氧基）己基]氨基]-辛酸酯）是一种氨基阳离子脂质，专为脂质纳米颗粒的形成而设计，是ModernaTM新冠肺炎疫苗中的基本成分之一。然而，它在多大程度上可以改变不同类型的质膜离子电流在很大程度上仍然不确定。在这项研究中，我们研究了SM-102对两种内分泌细胞（如大鼠垂体瘤（GH3）细胞和小鼠间质瘤（MA-10）细胞）或小胶质细胞（BV2）中离子电流的影响。研究了浸泡在高K+、无Ca2+细胞外溶液中的这些细胞中的超极化激活K+电流，以评估SM-102对erg介导的K+电流（IK（erg））的振幅和滞后的影响。SM-102的添加以浓度依赖的方式有效地阻断IK（erg），其半最大浓度（IC50）为108μM，该值与增强电流失活时间常数所需的KD值（即134μM）相似。在SM-102存在的情况下，IK（erg）对长时间等腰三角形斜坡脉冲的滞后强度有效降低。细胞暴露于转染试剂TurboFectinTM 8.0（0.1%，v/v）能够有效抑制超极化激活的IK（erg），并延长电流的失活时间。此外，在用精胺（30μM）透析的GH3细胞中，IK（erg）振幅逐渐降低；此外，SM-102（100μM）或TurboFectin（0.1%）的进一步浴应用进一步降低了电流幅度。在MA-10 Leydig细胞中，IK（erg）也被SM-102或TurboFectin的存在阻断。SM-102诱导的MA-10细胞IK（erg）抑制的IC50值为98μM。在BV2小胶质细胞中，SM-102抑制了内向整流K+电流的振幅。综上所述，假设存在类似的体内发现，SM-102的存在会浓度依赖性地抑制内分泌细胞（如GH3或MA-10细胞）中的IK（erg），并且这种作用可能有助于它们的功能活动[5]。

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稳定表达人Erg1（Kv11.1）通道的HEK293细胞在标准条件下培养至汇合状态后用于实验[5]
- 在室温（22-25 °C）下以全细胞膜片钳模式进行记录[5]
- 膜片钳电极填充电极内液后电阻调整至2-4 MΩ，记录期间持续灌流浴液[5]
- 向浴液中累积添加SM-102，浓度梯度为0.1 μM、1 μM、3 μM、10 μM和30 μM，每个浓度平衡5分钟后收集数据[5]
- 通过阶跃去极化和线性电压斜坡等电压方案诱发Erg电流，记录电流轨迹并分析幅度、激活/灭活动力学及滞后参数[5]

生物发光成像[4]
\n\n\n为了检测小鼠静脉注射含mRNA的SM-102基脂质纳米颗粒（LNP）制剂后的组织分布，我们使用含萤火虫荧光素酶（FLuc）报告基因mRNA的SM-102基LNP进行了生物发光成像（BLI）分析。简而言之，将20 μg含FLuc mRNA的SM-102基LNP通过静脉注射途径接种到6-8周龄的C57BL/6小鼠体内。注射6小时后，对小鼠进行腹腔注射荧光素酶底物，并使用IVIS Spectrum仪器采集荧光信号。收集心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织，并使用IVIS Spectrum仪器检测各组织的荧光信号。[4]

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\\n\\n小鼠实验[4]
\n\\n\\n本研究使用C57BL/6小鼠和HBV转基因小鼠。对于AAV-HBV1.04转导小鼠模型，将5 × 10¹⁰病毒基因组当量/只小鼠的D基因型AAV-HBV1.04经尾静脉注射至6-8周龄的C57BL/6雄性小鼠体内。10天后，模型构建成功。为了比较基于CKK-E12和SM-102的纳米颗粒的效率，分别向小鼠注射这两种LNP（3 mg/kg体重），并以PBS作为对照组。然后在治疗后第2、4和6天采集血样。治疗后第6天采集肝脏组织。在D基因型AAV-HBV1.04转导小鼠中，我们还评估了不同剂量SM-102基脂质纳米颗粒（LNP）包裹Cas9 mRNA和HBV靶向gRNA的效果。小鼠分别接受3或1.5 mg/kg体重的SM-102基LNP（包裹Cas9 mRNA和HBV靶向gRNA）治疗。对照组小鼠接受PBS注射。分别于治疗后第2、4和6天采集血样。LNP治疗后第6天采集肝脏组织。对于HBV转基因小鼠，我们使用6周龄雄性小鼠来检测LNP的治疗效果。将两种剂量的包裹Cas9 mRNA和HBV或GFP靶向gRNA的纳米颗粒以1.5 mg/kg体重的剂量静脉注射到小鼠体内。分别于治疗后第2、4、11、18和25天采集血样。小鼠于LNPs治疗后第25天处死。血液在4℃下以1800 rpm离心15分钟。随后，收集血清用于检测HBeAg、HBsAg、ALT和AST。测定肝脏中HBV RNA、DNA和蛋白的水平。[4]

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\n\n树鼩实验[4]
\n\n\n本研究使用的树鼩来自中国科学院昆明动物研究所（云南，中国）。他克莫司溶解于5% DMSO、40% PEG300、5% Tween-80和50%生理盐水中。将配制好的他克莫司溶液以0.08 mg/天/kg体重的剂量，总注射量为50 μl，连续注射14天。在HBV感染前后2天，分别腹腔注射地塞米松10 mg/kg。在HBV感染前一天，以0.5 mg/kg的剂量静脉注射脂质体阿仑膦酸钠（CAS 121268-17-5）。他克莫司治疗7天后，通过尾静脉注射HBV DNA阳性的人血清感染树鼩，并将剂量调整至10⁶拷贝/只。三天后，再次通过腹腔注射10⁶拷贝/只的HBV病毒感染树鼩。模型构建成功后，将两剂基于SM-102的脂质纳米颗粒（LNP）以1.5 mg/kg体重的剂量注射到树鼩体内进行治疗。对照组树鼩注射了包裹Cas9 mRNA和GFP靶向gRNA的LNP。分别于治疗后第2天和第4天采集血样。在纳米颗粒治疗后第5天处死树鼩，以检测肝脏中HBV RNA、DNA、蛋白和SMC5的水平。同时检测血清中乙型肝炎e抗原（HBeAg）、HBsAg和HBV DNA的水平。

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\n\n基于SM-102的LNP制剂[4]
\n\n\nLNP的制备采用微流控技术，具体方法如前所述（Mol. Ther., 26 (2018), pp. 1509-1519, 10.1016/j.ymthe.2018.03.010）。简而言之，将SM-102脂质以50:10:38.5:1.5的摩尔比（可电离脂质：DSPC：胆固醇：PEG-脂质）溶解于乙醇中。合成了化学修饰（2' O-甲基RNA/硫代磷酸酯化）的靶向HBV的gRNA和靶向GFP的gRNA。将RNA载体（Cas9 mRNA：gRNA的质量比为1:1）溶解于6.25 mM乙酸钠缓冲液（pH 5.0）中。然后，将一份脂质混合物和三份RNA载体注入NanoAssemblr微流控混合装置中。将脂质纳米颗粒（LNP）在PBS缓冲液（pH 7.4）中透析过夜。透析后的LNP经0.22 μm滤膜过滤，并于4 °C保存备用。采用Ribogreen法表征RNA包封率。使用动态光散射（DLS）技术测量LNP的粒径和ζ电位。

[1]. A Novel Amino Lipid Series for mRNA Delivery: Improved Endosomal Escape and Sustained Pharmacology and Safety in Non-human Primates. Mol Ther. 2018 Jun 6;26(6):1509-1519.
[2]. Comparison of DLin-MC3-DMA and ALC-0315 for siRNA Delivery to Hepatocytes and Hepatic Stellate Cells. Mol Pharm. 2022;19(7):2175-2182.
[3]. mRNA Synthesis and Encapsulation in Ionizable Lipid Nanoparticles. Curr Protoc. 2023;3(9):e898.
[4]. Co-delivery of Cas9 mRNA and guide RNAs edits hepatitis B virus episomal and integration DNA in mouse and tree shrew models. Antiviral Res . 2023 Jul:215:105618.
[5]. Effective Perturbations on the Amplitude and Hysteresis of Erg-Mediated Potassium Current Caused by 1-Octylnonyl 8-[(2-hydroxyethyl)[6-oxo-6(undecyloxy)hexyl]amino]-octanoate (SM-102), a Cationic Lipid. Biomedicines . 2021 Oct 1;9(10):1367.

参见图 1，红色箭头指示安全终止点。
基本方案 1：通过体外转录和酶促加帽加尾合成 mRNA
完成整个方案（包括加帽加尾 mRNA 的制备和评估）需要 2 至 4 天。如果计划过夜沉淀，则需要 4 天。体外转录、加帽和加尾反应均需约半天时间。所有反应的准备工作可在约 1 小时内完成，随后进行所需的孵育时间：体外转录 2 小时，加帽/加尾 1 小时。mRNA 沉淀需要 30 分钟的离心步骤，RNA 重悬约需 10 分钟。使用 Nanodrop、琼脂糖凝胶和自动凝胶电泳对 mRNA 进行质量评估需要 1 小时。
注意：当放大实验规模时，需要更多时间，尤其是在需要将多个或较大的 mRNA 沉淀物重悬于无核酸酶水中时。
基本方案 2：将 mRNA 包封到 iLNP 中
脂质溶液的制备可以在配制步骤之前进行。否则，整个包封方案必须在同一天完成。所有试剂在使用前需放置 1 小时使其达到室温，配制和稀释到 DPBS 中也需 1 小时。离心浓缩步骤的时间取决于颗粒大小、样品总体积和所需的最终体积。通常需要 1 至 4 小时。浓缩后的iLNP溶液可储存在冰箱中，直至通过RiboGreen检测确定所需的稀释度。
替代方案：使用预制囊泡进行mRNA小规模包封
与基本方案2相同。
基本方案3：mRNA iLNP的表征和质量控制
RiboGreen检测需要1至2小时，包括试剂盒从冰箱取出后升温至室温的时间。在进行生物学评价之前，应对最终稀释后的样品进行DLS（粒径、PDI、zeta电位）分析。样品制备需要几分钟，分析时间因仪器不同而有所差异，但通常每个样品需要5至10分钟。
TNS检测中使用的缓冲液必须在使用前达到室温。根据分装量的大小，这可能需要几个小时。缓冲液可在检测前一晚放入冰箱冷藏，以减少缓冲液的预热时间。每个 iLNP 样品需要 40 个等分试样置于 96 孔板中，因此每个 iLNP 样品需要 10 至 15 分钟的孔板制备时间和 10 分钟的读板时间。
mRNA 提取步骤需要 30 分钟。有关使用自动凝胶电泳分析提取的 mRNA 的方法，请参见上文（基本方案 1）。[3]

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全球有 2.96 亿慢性乙型肝炎病毒 (HBV) 感染者，造成了严重的健康负担。治愈 HBV 感染的主要挑战在于，持续感染的来源——病毒游离型共价闭合环状 DNA (cccDNA)——无法被靶向清除。此外，HBV DNA 整合虽然通常会导致复制缺陷型转录本的产生，但这些转录本被认为是致癌的。尽管已有数项研究评估了基因编辑方法靶向乙型肝炎病毒（HBV）的潜力，但以往的体内研究与真实的HBV感染相关性有限，因为这些模型不包含HBV cccDNA，也无法在宿主免疫系统正常运作的情况下模拟完整的HBV复制周期。本研究评估了基于SM-102的脂质纳米颗粒（LNP）在体内共递送Cas9 mRNA和向导RNA（gRNA）对小鼠及高等动物体内HBV cccDNA和整合DNA的影响。CRISPR纳米颗粒治疗使AAV-HBV1.04转导的小鼠肝脏中HBcAg、HBsAg和cccDNA的水平分别降低了53%、73%和64%。在HBV感染的树鼩中，该治疗使病毒RNA降低了70%，cccDNA降低了35%。在HBV转基因小鼠中，观察到HBV RNA抑制率达90%，DNA抑制率达95%。CRISPR纳米颗粒治疗在小鼠和树鼩中均具有良好的耐受性，未观察到肝酶升高和脱靶效应极低。我们的研究表明，基于SM-102的CRISPR技术在体内靶向HBV游离型和整合型DNA是安全有效的。基于SM-102的脂质纳米颗粒（LNP）递送系统可能是一种潜在的抗乙型肝炎病毒（HBV）感染的治疗策略。[4]

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SM-102的化学名称为1-辛基壬基8-[(2-羟乙基)[6-氧代-6-(十一烷氧基)己基]氨基]-辛酸酯，是一种阳离子脂质。[5]
该化合物通过与Erg1（Kv11.1）通道直接相互作用发挥其生物学效应，Erg1通道是心脏复极化和其他生理过程的关键介质。[5]
SM-102对Erg介导的钾电流的扰动提示其可能对心脏电生理学具有潜在影响，因为Erg通道功能障碍与心律失常相关。[5]

C44H87NO5

710.1653

709.66

C, 74.42; H, 12.35; N, 1.97; O, 11.26

2089251-47-6

126697616

Colorless to light yellow oily liquid

15.5

76.1Ų

1

6

43

50

686

0

O(C(C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])N(C([H])([H])C([H])([H])O[H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C(=O)OC([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H])=O)C([H])(C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H]

BGNVBNJYBVCBJH-UHFFFAOYSA-N

InChI=1S/C44H87NO5/c1-4-7-10-13-16-17-18-24-32-41-49-43(47)35-29-25-31-38-45(39-40-46)37-30-23-19-22-28-36-44(48)50-42(33-26-20-14-11-8-5-2)34-27-21-15-12-9-6-3/h42,46H,4-41H2,1-3H3

heptadecan-9-yl 8-((2-hydroxyethyl)(6-oxo-6-(undecyloxy)hexyl)amino)octanoate

SM102; SM-102; heptadecan-9-yl 8-((2-hydroxyethyl)(6-oxo-6-(undecyloxy)hexyl)amino)octanoate; SM-102 (Excipient); T7OBQ65G2I; 1-Octylnonyl 8-((2-hydroxyethyl)(6-oxo-6-(undecyloxy)hexyl)amino)octanoate; heptadecan-9-yl 8-[2-hydroxyethyl-(6-oxo-6-undecoxyhexyl)amino]octanoate; Heptadecan-9-yl 8-[(2-Hydroxyethyl)[6-oxo-6-(undecyloxy)hexyl]amino]octanoate; SM 102

2934.99.9001

Powder      -20°C    3 years

                     4°C     2 years

In solvent   -80°C    6 months

                  -20°C    1 month

Room temperature (This product is stable at ambient temperature for a few days during ordinary shipping and time spent in Customs)

Ethanol :≥ 100 mg/mL (~140.81 mM)
DMSO : ~100 mg/mL (~140.81 mM)

配方 1 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (3.52 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 40% PEG300 + 5% Tween80 + 45% Saline (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入到400 μL PEG300中，混匀；然后向上述溶液中加入50 μL Tween-80，混匀；加入450 μL生理盐水定容至1 mL。
*生理盐水的制备：将 0.9 g 氯化钠溶解在 100 mL ddH₂O中，得到澄清溶液。

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配方 2 中的溶解度: 2.5 mg/mL (3.52 mM) in 10% DMSO + 90% (20% SBE-β-CD in Saline) (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 悬浊液; 超声助溶。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL澄清DMSO储备液加入900 μL 20% SBE-β-CD生理盐水溶液中，混匀。
*20% SBE-β-CD 生理盐水溶液的制备（4°C，1 周）：将 2 g SBE-β-CD 溶解于 10 mL 生理盐水中，得到澄清溶液。

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配方 3 中的溶解度: ≥ 2.5 mg/mL (3.52 mM) (饱和度未知) in 10% DMSO + 90% Corn Oil (这些助溶剂从左到右依次添加，逐一添加), 澄清溶液。
例如，若需制备1 mL的工作液，可将 100 μL 25.0 mg/mL 澄清 DMSO 储备液加入到 900 μL 玉米油中并混合均匀。

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请根据您的实验动物和给药方式选择适当的溶解配方/方案：
1、请先配制澄清的储备液(如：用DMSO配置50 或 100 mg/mL母液(储备液));
2、取适量母液，按从左到右的顺序依次添加助溶剂，澄清后再加入下一助溶剂。以 下列配方为例说明 (注意此配方只用于说明，并不一定代表此产品 的实际溶解配方):
10% DMSO → 40% PEG300 → 5% Tween-80 → 45% ddH2O (或 saline);
假设最终工作液的体积为 1 mL, 浓度为5 mg/mL: 取 100 μL 50 mg/mL 的澄清 DMSO 储备液加到 400 μL PEG300 中，混合均匀/澄清；向上述体系中加入50 μL Tween-80，混合均匀/澄清；然后继续加入450 μL ddH2O (或 saline)定容至 1 mL；
3、溶剂前显示的百分比是指该溶剂在最终溶液/工作液中的体积所占比例;
4、 如产品在配制过程中出现沉淀/析出，可通过加热(≤50℃)或超声的方式助溶;
5、为保证最佳实验结果，工作液请现配现用！
6、如不确定怎么将母液配置成体内动物实验的工作液，请查看说明书或联系我们;
7、 以上所有助溶剂都可在 Invivochem.cn网站购买。