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目前隨著基因測序技術以及CRISPR-Cas9等基因編輯技術的發(fā)展，越來越多的遺傳疾病的治療不再是“天方夜譚”。雖然各項技術的發(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編輯技術的基因療法。目前，來自MIT Tasuku Kitada教授的研究團隊開發(fā)出一種基于RNA的新型基因治療技術。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）很難在哺乳動物中難以實現(xiàn)。
新的DNA必須被納米顆粒或病毒載體運輸后才能被運送入細胞核，這可能導致植入的DNA產(chǎn)生免疫原性或轉(zhuǎn)運效率低下。但當新DNA進入細胞核，其便可控制整個靶基因的轉(zhuǎn)錄表達。而這些穩(wěn)定表達情況在基于RNA的基因療法上很難維持。
一項新的研究表明，通過引入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)這項來自麻省理工學院的研究，編碼治療性蛋白質(zhì)的RNA可以與編碼RNA結合蛋白的RNA轉(zhuǎn)錄物一同轉(zhuǎn)入靶細胞內(nèi)，進而通過這些重新設計的RNA結合蛋白來調(diào)控小分子藥物的機體表達劑量。
Tasuku Kitada教授表示，“他們重新設計了小分子反應性RNA結合蛋白，用以控制RNA編碼遺傳環(huán)路中蛋白質(zhì)的表達。他們目前已經(jīng)證明，利用他們這項全新的RNA編輯環(huán)可以有效控制靶蛋白的表達持續(xù)時間以及表達水平”。
簡單點說，研究人員所設計的結合蛋白含有調(diào)控靶向蛋白表達的“ON and OFF”開關。通過這些開關可以十分方便的對蛋白表達進行控制。此外，ON和OFF開關的組合可以產(chǎn)生雙輸出開關，這樣可使能夠?qū)煞N基因的表達進行選擇。這種開關可以讓醫(yī)生更準確地為個體患者提供量身定制的治療方案。
Jacob Becraft教授表示：“由于復制的動態(tài)特性，研究人員可以通過RNA環(huán)來調(diào)整不同蛋白質(zhì)在不同時間的表達，所有這些蛋白的序列均來自同一的RNA鏈。從以往基因療法來看，目前的基因療法遇到了安全性問題，但隨著合成生物學的新進展，他們可以創(chuàng)造全新的“智能療法”，進而更有效地使導入基因與患者自身細胞反應，終提高就基因療法的療效和安全性”。
研究人員計劃此新型RNA療法來開發(fā)能夠選擇性地刺激免疫細胞攻擊腫瘤的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入部位的腫瘤細胞。例如，先前研究證明很難以mRNA直接靶向腫瘤細胞，因為這項技術可能導致肺組織出現(xiàn)炎癥反應。但利用新型RNA環(huán)，研究人員可通過其遺傳環(huán)激活可*其他部位轉(zhuǎn)移瘤的T細胞，終殺滅所有腫瘤細胞。
研究人員表示，使用這些RNA環(huán)，醫(yī)生可以根據(jù)患者的反應情況調(diào)整劑量。在患者的免疫系統(tǒng)過度刺激的情況下，這些RNA環(huán)路還提供了一種快速關閉治療性蛋白質(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，研究人員希望開發(fā)更復雜的RNA環(huán)，使其既具有診斷功能又可以對疾病進行治療。
參考文獻：
Douglas Densmore, Tasuku Kitada, Ron Weiss. Small-molecule-based regulation of RNA-delivered circuits in mammalian cells
（轉(zhuǎn)化醫(yī)學網(wǎng)）
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