新納米顆粒可在肺部進行基因編輯
張夢然
美國工程師設(shè)計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。
麻省理工學院化學工程系教授丹尼爾·安德森表示，這是首次證明RNA在小鼠肺部高效遞送。研究人員希望它可用來治療或修復一系列遺傳疾病，包括囊性纖維化。
在一項對小鼠的研究中，安德森及其同事使用這些顆粒來傳遞編碼CRISPR/Cas9成分的mRNA，這可能為設(shè)計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脂質(zhì)尾巴。頭基的正電荷有助于粒子與帶負電荷的mRNA相互作用，并且還有助于mRNA從會吞噬粒子的細胞結(jié)構(gòu)中逃逸。
同時，脂質(zhì)尾部結(jié)構(gòu)有助于顆粒通過細胞膜。研究人員為脂質(zhì)尾巴提出了10種不同的化學結(jié)構(gòu)，以及72種不同的頭基。通過在小鼠實驗中篩選這些結(jié)構(gòu)的不同組合，研究人員能夠識別出最有可能到達肺部的結(jié)構(gòu)。
研究表明，可使用這些顆粒來傳遞編碼CRISPR/Cas9成分的mRNA，這些成分旨在切斷遺傳編碼到動物肺細胞中的停止信號。當停止信號被移除時，熒光蛋白的基因就會打開。測量這種熒光信號使研究人員能夠確定成功表達mRNA的細胞百分比。
研究人員發(fā)現(xiàn)，在一劑mRNA之后，大約40%的肺上皮細胞被轉(zhuǎn)染，兩劑使水平超過50%，三劑達到60%。治療肺部疾病最重要的目標是兩種類型的上皮細胞——棒狀細胞和纖毛細胞，每一種都以大約15%的比例被轉(zhuǎn)染。
新顆粒也會迅速分解，使它們能夠在幾天內(nèi)從肺部清除，并降低炎癥的風險。如果需要重復劑量，顆粒也可多次輸送給同一患者。團隊現(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。
