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目前隨著基因測(cè)序技術(shù)以及CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的遺傳疾病的治療不再是“天方夜譚”。雖然各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展給與遺傳病的臨床治療莫大幫助，但MIT的研究人員并不止步于基于DNA編輯技術(shù)的基因療法。目前，來(lái)自MIT Tasuku Kitada教授的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種基于RNA的新型基因治療技術(shù)。其研究成果發(fā)表于近期的《Nature Chemical Biology》。
基于RNA環(huán)的新基因治療方法可允許RNA轉(zhuǎn)錄物的表達(dá)由人工植入的小分子藥物控制。這種RNA環(huán)可以使臨床醫(yī)生能夠?qū)颊唧w內(nèi)所產(chǎn)生治療性蛋白質(zhì)的劑量進(jìn)行調(diào)整。與基于RNA的基因療法相比，基于DNA的基因療法（通常的基因療法）很難在哺乳動(dòng)物中難以實(shí)現(xiàn)。
新的DNA必須被納米顆粒或病毒載體運(yùn)輸后才能被運(yùn)送入細(xì)胞核，這可能導(dǎo)致植入的DNA產(chǎn)生免疫原性或轉(zhuǎn)運(yùn)效率低下。但當(dāng)新DNA進(jìn)入細(xì)胞核，其便可控制整個(gè)靶基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)。而這些穩(wěn)定表達(dá)情況在基于RNA的基因療法上很難維持。
一項(xiàng)新的研究表明，通過(guò)引入RNA環(huán)可使現(xiàn)有基于RNA的基因治療可能變得更加易于研究人員和臨床醫(yī)生控制。根據(jù)這項(xiàng)來(lái)自麻省理工學(xué)院的研究，編碼治療性蛋白質(zhì)的RNA可以與編碼RNA結(jié)合蛋白的RNA轉(zhuǎn)錄物一同轉(zhuǎn)入靶細(xì)胞內(nèi)，進(jìn)而通過(guò)這些重新設(shè)計(jì)的RNA結(jié)合蛋白來(lái)調(diào)控小分子藥物的機(jī)體表達(dá)劑量。
Tasuku Kitada教授表示，“他們重新設(shè)計(jì)了小分子反應(yīng)性RNA結(jié)合蛋白，用以控制RNA編碼遺傳環(huán)路中蛋白質(zhì)的表達(dá)。他們目前已經(jīng)證明，利用他們這項(xiàng)全新的RNA編輯環(huán)可以有效控制靶蛋白的表達(dá)持續(xù)時(shí)間以及表達(dá)水平”。
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，研究人員所設(shè)計(jì)的結(jié)合蛋白含有調(diào)控靶向蛋白表達(dá)的“ON and OFF”開(kāi)關(guān)。通過(guò)這些開(kāi)關(guān)可以十分方便的對(duì)蛋白表達(dá)進(jìn)行控制。此外，ON和OFF開(kāi)關(guān)的組合可以產(chǎn)生雙輸出開(kāi)關(guān)，這樣可使能夠?qū)煞N基因的表達(dá)進(jìn)行選擇。這種開(kāi)關(guān)可以讓醫(yī)生更準(zhǔn)確地為個(gè)體患者提供量身定制的治療方案。
Jacob Becraft教授表示：“由于復(fù)制的動(dòng)態(tài)特性，研究人員可以通過(guò)RNA環(huán)來(lái)調(diào)整不同蛋白質(zhì)在不同時(shí)間的表達(dá)，所有這些蛋白的序列均來(lái)自同一的RNA鏈。從以往基因療法來(lái)看，目前的基因療法遇到了安全性問(wèn)題，但隨著合成生物學(xué)的新進(jìn)展，他們可以創(chuàng)造全新的“智能療法”，進(jìn)而更有效地使導(dǎo)入基因與患者自身細(xì)胞反應(yīng)，終提高就基因療法的療效和安全性”。
研究人員計(jì)劃此新型RNA療法來(lái)開(kāi)發(fā)能夠選擇性地刺激免疫細(xì)胞攻擊腫瘤的RNA環(huán)，從而可以靶向那些已經(jīng)轉(zhuǎn)移到目前藥物難以進(jìn)入部位的腫瘤細(xì)胞。例如，先前研究證明很難以mRNA直接靶向腫瘤細(xì)胞，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)可能導(dǎo)致肺組織出現(xiàn)炎癥反應(yīng)。但利用新型RNA環(huán)，研究人員可通過(guò)其遺傳環(huán)激活可*其他部位轉(zhuǎn)移瘤的T細(xì)胞，終殺滅所有腫瘤細(xì)胞。
研究人員表示，使用這些RNA環(huán)，醫(yī)生可以根據(jù)患者的反應(yīng)情況調(diào)整劑量。在患者的免疫系統(tǒng)過(guò)度刺激的情況下，這些RNA環(huán)路還提供了一種快速關(guān)閉治療性蛋白質(zhì)產(chǎn)生的方法，這可大大降低基因治療并發(fā)癥的出現(xiàn)。
在未來(lái)，研究人員希望開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的RNA環(huán)，使其既具有診斷功能又可以對(duì)疾病進(jìn)行治療。
參考文獻(xiàn)：
Douglas Densmore, Tasuku Kitada, Ron Weiss. Small-molecule-based regulation of RNA-delivered circuits in mammalian cells
（轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)）
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