新納米顆?？稍诜尾窟M(jìn)行基因編輯，有助開發(fā)囊性纖維化肺病新療法
2023-04-03
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)
美國(guó)工程師設(shè)計(jì)了一種新型納米顆粒，可用于肺部，在那里它可以傳遞編碼有用蛋白質(zhì)的信使RNA（mRNA）。隨著進(jìn)一步發(fā)展，這些顆粒能為囊性纖維化和其他肺部疾病提供可吸入的治療方法。該研究3月30日發(fā)表在《自然·生物技術(shù)》上。
麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授丹尼爾·安德森表示，這是證明RNA在小鼠肺部高效遞送。研究人員希望它可用來(lái)治療或修復(fù)一系列遺傳疾病，包括囊性纖維化。
在一項(xiàng)對(duì)小鼠的研究中，安德森及其同事使用這些顆粒來(lái)傳遞編碼CRISPR/Cas9成分的mRNA，這可能為設(shè)計(jì)治療性納米顆粒打開大門，這些納米顆?？杉舻舨⑷〈虏』?。
在新研究中，研究人員著手開發(fā)可靶向肺部的脂質(zhì)納米顆粒。這些顆粒由兩部分分子組成：帶正電荷的頭基和長(zhǎng)脂質(zhì)尾巴。頭基的正電荷有助于粒子與帶負(fù)電荷的mRNA相互作用，并且還有助于mRNA從會(huì)吞噬粒子的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中逃逸。
同時(shí)，脂質(zhì)尾部結(jié)構(gòu)有助于顆粒通過細(xì)胞膜。研究人員為脂質(zhì)尾巴提出了10種不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以及72種不同的頭基。通過在小鼠實(shí)驗(yàn)中篩選這些結(jié)構(gòu)的不同組合，研究人員能夠識(shí)別出有可能到達(dá)肺部的結(jié)構(gòu)。
研究表明，可使用這些顆粒來(lái)傳遞編碼CRISPR/Cas9成分的mRNA，這些成分旨在切斷遺傳編碼到動(dòng)物肺細(xì)胞中的停止信號(hào)。當(dāng)停止信號(hào)被移除時(shí)，熒光蛋白的基因就會(huì)打開。測(cè)量這種熒光信號(hào)使研究人員能夠確定成功表達(dá)mRNA的細(xì)胞百分比。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在一劑mRNA之后，大約40%的肺上皮細(xì)胞被轉(zhuǎn)染，兩劑使水平超過50%，三劑達(dá)到60%。治療肺部疾病重要的目標(biāo)是兩種類型的上皮細(xì)胞——棒狀細(xì)胞和纖毛細(xì)胞，每一種都以大約15%的比例被轉(zhuǎn)染。
新顆粒也會(huì)迅速分解，使它們能夠在幾天內(nèi)從肺部清除，并降低炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。如果需要重復(fù)劑量，顆粒也可多次輸送給同一患者。團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在努力使納米顆粒更穩(wěn)定，從而可使用霧化器吸入。
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