核酸医薬応用・製剤

mRNA-LNPの凍結耐性、論文は緩衝液が決めると示す

Proglenth 編集部公開 2026-09-02約4-5分で読めます

mRNA-LNPを扱う製剤担当者は、保存条件を一つ決めるたびに神経を使います。同じ処方でも、緩衝液をTrisにするかクエン酸にするかで、凍結後の粒子が崩れることもあれば、そのまま使えることもあるからです。どちらを選べば安全なのか、手元のデータだけでは判断がつかないことも珍しくありません。

CHO細胞用トランスフェクション#mRNA#LNP#凍結融解#緩衝液

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Mohammadi-Zerankeshiらが2026年にACS Nano誌に発表した研究は、この選択に実測データを与えます。Tris・ヒスチジン・クエン酸という3種類の保存緩衝液と、LP-01・MC3・SM-102という3種類のイオン化脂質を組み合わせ、mRNA-LNPの内部構造と凍結融解耐性、4種類のヒト細胞株での遺伝子導入効率を比較したところ、冷蔵保存ではクエン酸が最も高い導入効率を示す一方、凍結融解を経るとクエン酸緩衝液のLNPは凝集し、Trisのほうが安定に保たれるという逆転が起きました。

本稿では、この論文が示した緩衝液ごとの違いをたどり、実在する保存・凍結の技術に沿って確認します。そのうえで、この論文だけでは決まらない論点を5分で見ていきます。

この記事の要点

Tris・ヒスチジン・クエン酸の3緩衝液とLP-01・MC3・SM-102の3脂質を組み合わせて比較したところ、冷蔵保存ではクエン酸緩衝液が最も高い遺伝子導入効率を示しました。
凍結融解を経ると評価が逆転し、クエン酸緩衝液のLNPは凝集する一方、Tris緩衝液は安定に保たれました。
冷蔵で使うか凍結して保存するかによって、選ぶべき緩衝液そのものが変わるという結果です。

この論文が言っていること

論文の主張は、保存緩衝液の種類がmRNA-LNPの内部構造を決め、それが凍結融解耐性と遺伝子導入効率の両方を左右するという点です。緩衝液は単なるpH調整剤ではないという指摘です。

Mohammadi-Zerankeshiらは、Tris・ヒスチジン・クエン酸という3種類の緩衝液に、LP-01・MC3・SM-102という3種類のイオン化脂質を組み合わせたmRNA-LNPを作り、小角X線散乱(SAXS)で内部構造を調べました。冷蔵状態では、クエン酸緩衝液がpH依存の構造転移を早く起こし、脂質がフソジェニックな逆六方晶相に変わりやすいため、4種類のヒト細胞株で最も高い遺伝子導入効率を示しました。ところが同じLNPを凍結融解にかけると、話が逆転します。クエン酸緩衝液のLNPは凝集して積み荷を失いやすく、Tris緩衝液のLNPは凝集を防いで積み荷を保持しました。

冷蔵で効く緩衝液と、凍結に強い緩衝液は別だという指摘です。1つの緩衝液がすべての保存条件で最適にはなりません。

保存バッファの効き方を実在の技術で追う

実在する製品に置き換えると、この結果の重みが分かります。

新型コロナワクチンのmRNA-LNP製剤では、ComirnatyやSpikevaxがTris(トロメタモール)を含む緩衝液に切り替え、超低温ではなく冷凍・冷蔵での取り扱いを可能にしました。この切り替えは、論文が示した「Trisは凍結に強い」という結果と符合します。一方、処方検討の段階でmRNA-LNPを作るCytivaのNanoAssemblrのような微小流路ミキサーの下流では、封入率を保ったまま緩衝液を選び直す作業が発生します。保存・凍結融解の評価には、Sartoriusが展開するCelsiusのような使い捨て凍結バッグや、動的光散乱(DLS)による粒子径のモニタリングを組み合わせるのが実務の定石です。

POINT

この論文を読んだあとに確認すべきは、遺伝子導入効率の高さだけではありません。「その処方は冷蔵で使うのか、それとも凍結して長期保存するのか」です。保存条件を先に決めないと、緩衝液の選択そのものが定まりません。

この論文だけでは決まらないこと

どの緩衝液を選ぶべきかは、この論文だけでは決まりません。論文が扱ったのは、LP-01・MC3・SM-102という3種類のイオン化脂質と、Tris・ヒスチジン・クエン酸という3種類の緩衝液の組み合わせまでです。

自社のLNPが使う脂質やmRNAの配列が変われば、同じ緩衝液でも挙動が変わりえます。凍結ではなく乾燥によって保存温度の制約そのものを外すという別の道筋は、凍結乾燥でmRNA-LNPを常温保存に近づけるが扱っています。凍結という操作そのものが原薬にどんなストレスをかけるかは、原薬の凍結・融解が工程全体の視点で整理しています。この論文の知見を踏まえたうえで、自社の処方で凍結融解試験をやり直す作業は避けられません。

論文は緩衝液ごとの違いを示します。自社の脂質と配列に当てはまるかどうかは、実測でしか確かめられません。

参考文献

Mohammadi-Zerankeshi, M., Charland, D.J., Donnelly, K.A., et al. "Storage Buffer Composition Impacts Internal Structure, Freeze-Thaw Stability, and Transfection Efficiency of mRNA-Lipid Nanoparticles." ACS Nano. 2026;20(25):17972-17987. DOI: 10.1021/acsnano.5c22170