Science：严重停顿!CRISPR前驱张尖利用人类卵白质开辟出新型mRNA递送平台，助推基因疗法开辟

2021年8月20日讯/100医药网BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国麻省理工学院、麦戈文脑迷信硏究所、霍华德-休斯医学研讨所和布罗德研讨所的研讨职员开辟出一种向细胞递送分子药物的平台。该平台被称为SEND，可以经编程后封装和递送分歧的RNA货品。SEND应用体内的人造卵白质造成相似病毒的颗粒并联合RNA，并且它能够比其他递送方式惹起的免疫反馈更少。相关研讨成果颁发在2021年8月20日的Science期刊上，论文题目为“Mammalian retrovirus-like protein PEG10 packages its own mRNA and can be pseudotyped for mRNA delivery”。

这种新的递送平台在细胞模子中无效地发扬作用，而且跟着进一步的开辟，能够为普遍的分子药物---包含那些用于基因编纂和基因替换的分子药物---开发一类新的递送办法。针对分子药物的现有递送对象能够效率低下，并随机整合到宿主细胞的基因组中，并且有些能够刺激不用要的免疫反馈。SEND有愿望降服这些限定，这能够为部署分子药物开发新的机遇。

论文通信作者、CRISPR前驱、布罗德研讨所焦点研讨所成员、麦戈文脑迷信硏究所研讨员、麻省理工学院神经迷信传授张锋（Feng Zhang）博士说，“生物医学界始终在开辟弱小的分子疗法，但以准确和无效的方式将它们递送给细胞是一种挑战。SEND有能够降服这些挑战。”

在这篇新的论文中，张锋及其研讨团队描写了SEND（Selective Endogenous eNcapsidation for cellular Delivery, 选择性内源性封装用于细胞递送）若何应用人类细胞制作的分子。SEND的中间是一种叫做PEG10的卵白质，它通常与本身的mRNA联合，并在其四周造成球形的维护囊。在他们的研讨中，他们设计了PEG10来选择性地包装和递送其他RNA。他们应用SEND将CRISPR-Cas9基因编纂体系递送给小鼠细胞和人类细胞，以编纂靶基因。

论文第一作者、Zhang试验室博士后研讨员Michael Segel和论文独特作者、Zhang试验室研讨生Blake Lash说，PEG10在转移RNA的才能方面并不共同。Segel，“这便是令人兴奋的处所。这项研讨标明，人体中能够还有其他的RNA转移体系，也可以被用于医治目标。它还提出了一些十分诱人的成绩，即这些卵白质的自然作用能够是什么。”

来自外部的灵感

PEG10卵白在人类中人造存在，它来自一种在数百万年前将本人整合到人类祖先的基因组中的“逆转录转座子（retrotransposon）”---一品种似病毒的遗传因子。跟着光阴的推移，PEG10曾经被人体收编，成为对性命很紧张的卵白库的一部门。

完整组装好的SEND维护囊从细胞中开释进去，经搜集后可用于基因疗法，图片来自McGovern Institute。

四年前，迷信家们已发现，另一种逆转录转座子衍生的卵白质---ARC---造成相似病毒的构造，并参加细胞间的RNA转移。虽然这些研讨已标明，有能够将逆转录转座子衍生的卵白设计成一种递送平台，然则迷信家们还没有胜利天时用这些卵白在哺乳植物细胞中包装和递送特定的RNA货品。

鉴于相识到一些逆转录转座子衍生的卵白质可能联合和包装分子货品，张锋团队寻求应用这些卵白质作为能够的递送载体。他们体系性地搜刮了人类基因组中的这些卵白质，寻觅可能造成维护囊的卵白质。在他们的初步阐发中，该团队发现了48团体类基因编码的卵白质能够具备这种才能。此中的19种候选卵白在小鼠和人类中都存在。在该团队研讨的细胞系中，PEG10作为一种无效的穿越卵白怀才不遇；这些细胞开释的PEG10颗粒显明多于测试的任何其他卵白质。PEG10颗粒也年夜多含有本身的mRNA，这标明PEG10能够可能包装特定的RNA分子。

开辟一种模块化体系

为了开辟SEND技术，张锋团队确定了编码PEG10的mRNA中的分子序列，或许说“旌旗灯号”，PEG10辨认该旌旗灯号并用于包装它本身的mRNA。然后，他们应用这些旌旗灯号对PEG10 mRNA和其他RNA货品进行设计，使PEG10可能选择性地包装这些RNA。接上去，他们用额定的称为fusogen的卵白质装潢PEG10维护囊，此中fusogen在细胞外表上发现，帮忙细胞交融在一路。

通过设计PEG10维护囊上的fusogen，张锋团队应该可能将PEG10维护囊靶向特定类型的细胞、组织或器官。作为完成这一目的的第一步，他们使用了两种分歧的fusogen，包含在人体中发现的一种，以完成SEND货品的递送。Zhang说，“通过混合和婚配SEND平台中的分歧身分，咱们信任它将为开辟分歧疾病的医治办法提供一种模块化平台。”

推动基因疗法

SEND是由体内自然发生的卵白质构成，这象征着它能够不会引发免疫反馈。这些作者说，要是这一点在进一步的研讨中获得证明，SEND能够为重复地递送基因疗法提供机遇，并将反作用降至最低。Lash说，“SEND技术将作为病毒递送载体和脂质纳米颗粒的弥补，进一步扩展将基因和编纂疗法递送到细胞的办法对象箱。”