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Nature子刊:增强RNA干涉的效力

2013.6.27

  人们可以通过纳米颗粒将短链RNA运输到目标细胞,关闭功能发生异常的基因,从而治疗癌症和其他疾病。不过迄今为止,科学家们还不完全了解,纳米颗粒进入细胞后发生的情况。

  现在,麻省理工MIT的一项新研究展现了这些纳米颗粒的命运,这一发现能帮助人们大大提高siRNA的运输效率。文章于六月二十三日发表在Nature Biotechnology杂志上。

  “一旦了解了纳米颗粒将药物运入细胞的过程,就能够对这一系统进行改进,”MIT的副教授Daniel Anderson说。为此,研究团队分析了细胞对纳米颗粒及药物的处理机制,MIT的Robert Langer教授也参与了这项研究。

  siRNA会通过RNA干涉,靶标携带基因指令的信使RNA(mRNA),siRNA与mRNA结合后,就会摧毁mRNA所携带的信息。这一过程常被科学家们用来关闭致癌基因。

  人们知道,携带siRNA的纳米颗粒通过内吞作用进入细胞。而MIT的团队发现,一旦纳米颗粒进入细胞,就会被捕获在小泡中,这阻碍了大部分siRNA接近位于细胞质的目标mRNA。“即使是最有效的siRNA运输材料也会发生这样的问题,说明运输效率还有很大的改进空间,”Anderson说。

  目前,人们常用类脂质材料包装RNA链,这类颗粒正进入临床开发阶段,有望用于治疗肝癌等疾病。研究人员发现,细胞吸收脂质-RNA纳米颗粒后,会在一小时内将其分解并排出细胞。

  研究显示,在纳米颗粒的再利用(recycling)过程中,蛋白NPC1(Niemann Pick type C1)是一个主要因子。没有这一蛋白,纳米颗粒就不会被细胞排出,让siRNA有更多的时间去结合目标mRNA。“NPC1缺乏时会出现交通拥堵,这样siRNA就有更多的时间逃逸出来,”文章的第一作者Gaurav Sahay说。

  研究人员发现,在缺乏NPC1的细胞中,RNA干涉的基因沉默效果比对照组高10-15倍。目前,他们正在寻找与纳米颗粒再利用有关的其他因子,人们可以将这类因子作为药物靶标,来抑制细胞对纳米颗粒的处理机制。研究人员相信,这一措施可以大大增强RNA干涉药物的效力。

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