自然:大进步！在国际上首次研发出抑制性转移RNA疗法 有望治疗过早终止密码子引起的一系列疾病

来源：100医疗网原创2022-04-22 08336057

在一项新的研究中，麻省大学医学院的研究人员首次证实，抑制性转移RNA(tRNA)疗法可以在6个月内恢复罕见的遗传疾病粘多糖贮积症I型。

在一项新的研究中，麻省大学医学院的研究人员首次证实，抑制性转移RNA(tRNA)疗法可以在一种罕见遗传疾病I型黏多糖沉积症的小鼠模型中恢复蛋白质生产，时间长达6个月。相关研究成果于2022年4月23日发表在《自然》杂志上，论文标题为AAV递送的抑制子trna并发症小鼠有义突变。这篇论文的作者是马萨诸塞大学医学院的高广平博士和王丹博士。

这些作者报道了由腺相关病毒(AAV)递送的无义抑制基因trna(AAV-诺斯托)，其作用于过早终止密码子。这项新研究支持开发抑制性tRNA治疗的新工具箱，具有恢复包括心脏、肌肉、大脑和肝脏在内的一系列组织的天然基因功能的潜力，从而缓解因过早终止密码子突变导致的遗传疾病。

基因替代疗法和转基因疗法侧重于修复或重建有缺陷的遗传物质，以产生治疗效果。目前，基因治疗方法面临着诸如毒性、不必要的脱靶效应和有害反应等挑战。与此同时，基因编辑工具，如基于CRISPR的系统，尺寸很大。再加上大多数运送系统的货物空间有限，运送它们是一项挑战。由于tRNA疗法利用了细胞的天然细胞蛋白产生机制，并且相对较小，因此它们具有恢复内源性基因调节的潜在优势，但面临的挑战较少。然而，技术上的限制使得科学家们无法在疾病的动物模型中正式研究tRNA基因治疗的安全性、效率和功效。

王博士说，我们的研究是第一次在人类疾病的动物模型中提供证据的正式研究。它证实了基于tRNA的治疗可以安全地恢复基因表达。我们发现在体内提供tRNA平台是可能的，并且在患病动物中具有长期安全性和有效性。通过在动物体内实现长期基因表达，抑制性tRNA为一系列遗传性疾病基因治疗的建立开辟了全新的机遇。

TRNA在细胞中如何制造蛋白质方面起着关键作用。它们负责在物理上将各种氨基酸聚集在一起，当它们结合在一起时，就形成了功能蛋白质。类似于信使RNA(mRNA)，它携带以正确的顺序组装氨基酸以形成蛋白质的指令，每个tRNA分子都将氨基酸与正确的mRNA序列进行物理连接。这些tRNA结合氨基酸，并将它们运送到细胞中称为核糖体的蛋白质制造机器。每个tRNA的顶端是一个反密码子，即三核苷酸序列。这个反密码子对应于mRNA链中的互补序列。当核糖体读取mRNA时，tRNA负责运动，然后将其携带的氨基酸沿着mRNA序列转移到正确的位置。

在每一个mRNA说明书中，都有一个额外的指令——终止密码子，它告诉核糖体什么时候蛋白质完全形成，什么时候停止添加氨基酸。然而，在某些情况下，基因中单个核苷酸的突变会导致核糖体过早停止蛋白质合成。这些过早的终止密码子会产生不完整的蛋白质，这些蛋白质可能会对细胞产生毒性，或者导致蛋白质不再执行正常功能——在某些情况下，毒性和功能丧失会随之而来。

高博士解释说，在所有遗传疾病中，约有11%是由单核苷酸突变导致终止密码子过早产生的。有可能设计一个治疗平台，利用抑制性tRNA疗法治疗其他由密码子过早终止引起的疾病。这包括一些类型的囊性纤维化和肌营养不良。

王博士和高博士及其同事开发了一种抑制性tRNA，它允许核糖体跳过这些过早终止的密码子，使核糖体可以继续构建完整的功能蛋白。他们通过重组腺相关病毒(rAAV)将他们的tRNA治疗传递给IDUA基因突变的小鼠，发现它可以恢复功能蛋白水平，并且没有观察到副作用。

IDUA基因突变导致溶酶体贮积症，I型粘多糖病。IDUA基因编码一种称为-L-艾杜糖苷酶的酶，这种酶对于分解称为糖胺聚糖(GAG)的大糖分子是必不可少的。缺乏-L-艾杜糖醛酸酶活性将导致硫酸乙酰肝素和硫酸皮肤素在溶酶体中积聚。科学家认为，积累的GAG还可能干扰溶酶体中其他蛋白质的功能，扰乱细胞内分子的运动。

王博士和高博士及其同事选择在I型粘多糖疾病上测试他们的AAV-诺斯特普，因为这种疾病的生化效应存在于全身，并且可以研究各种组织类型。

虽然tRNA技术已经存在了40多年，但是由于不能评估修饰的tRNA序列的生物化学效应，所以将其转化为治疗方法的速度很慢。王博士和博士使用新开发的核糖体图谱和tRNA测序技术对他们的结果进行生化分析，并评估潜在的脱靶效应。

王博士说，这些结果支持了抑制性tRNA可以恢复正常蛋白质生产的观点。这样的平台将消除递送可能超过AAV载体包装限制的全长基因的需要，并避免CRISPR相关蛋白等基因编辑技术引起的有害免疫反应。

高博士表示，当与AAV正在开发的针对不同组织的基因传递技术相结合时，NoSTOP平台将成为开发基因治疗的潜在和有价值的临床补充。(100yiyao.com)

参考资料：

王嘉明等人。自然，2022，doi :10.1038/s 41586-022-04533-3。

版权声明

本网站所有标注“来源：100医学网”或“来源：bioon”的文字、图片及音视频资料，版权归100医学网网站所有。未经授权，任何媒体、网站、个人不得转载，否则将追究法律责任。获得书面授权转载时，必须注明“来源：100医学网”。其他来源的文章均为转载文章。本网站所有转载文章都是为了传递更多信息。转载内容不代表本站立场。不想被转载的媒体或个人可以联系我们，我们会立即删除。

87%的用户都在使用100医疗网APP随时阅读、评论、分享、交流。请扫描二维码下载-