《科学》重磅：华人科学家张锋团队开发全新mRNA递送平台

华人学者、“基因魔剪” CRISPR先驱张锋教授。

博德研究所对这一最新研究进行了报道，文章评价道，新的递送平台在细胞模型中有效工作，并且随着进一步的发展，可能会为广泛的分子药物开辟一类新的给药方法，包括基因编辑和基因替换。“现有的这些疗法载体可能效率低下，并随机地整合到细胞基因组中，有些还会引起不必要的免疫反应。SEND有希望克服这些缺陷，这可能为部署分子医学提供新的机会。”
论文第一作者Michael Segel是张锋实验室的博士后研究员，第二作者Blake Lash也是实验室的一名研究生。他们强调，PEG10递送RNA的能力并不是独特的，“这就是令人兴奋的地方。”Segel说，“这项研究表明，人体内可能还有其他的RNA递送系统，也可以用于治疗目的。这也提出了一些非常有趣的问题，这些蛋白质的天然作用究竟是什么。”
张锋等人的灵感来自于人体本身。PEG10蛋白自然存在于人类体内，由一种“逆转录转座子”(一种类似病毒的基因元素)衍生而来，这种基因在数百万年前就与人类祖先的基因组整合在了一起。随着时间的推移，PEG10已经成为对生命重要的蛋白质库的一部分。
四年前，研究者们发现另一种反转录转座子衍生的蛋白质ARC，它可以形成病毒样结构，并参与细胞之间的RNA转移。尽管这些研究表明，有可能将逆转录转座子蛋白作为转运平台，但科学家还没有成功地利用这些蛋白在哺乳动物细胞中包装和运送特定的RNA。
张锋等人准备尝试上述可能性，随即转向将这些蛋白质用作递送工具的研究。他们在人类基因组中系统地搜索这些蛋白质，寻找能形成保护囊的蛋白质。在最初的分析中，研究团队发现了48个编码蛋白质的人类基因，这些蛋白质可能具有这种能力。
其中，有19种候选蛋白同时存在于小鼠和人类体内。在研究团队的细胞系实验中，PEG10因其高效的“穿梭”能力脱颖而出，细胞释放PEG10颗粒也明显多于其他测试的蛋白质。值得注意的是，PEG10颗粒也大多携带编码自身的mRNA，表明它有可能被改造成传递RNA分子的工具。
为了开发SEND技术，研究团队鉴定了编码PEG10的mRNA的分子序列，或称“信号”序列，是PEG10的mRNA能被其他蛋白识别的关键。然后，研究团队利用这些信号序列来改造PEG10和其他RNA分子，使PEG10可以选择性地包裹这些新的RNA。
接下来，研究团队还对PEG10进行了额外的蛋白质修饰，也就是添加了一类能在细胞表面发现、促进细胞融合的蛋白质（fusogens）。通过这一设计，研究团队能够靶向到特定的细胞、组织或器官。张锋表示，“通过将SEND系统中的不同成分混合及匹配，我们相信能提供一个模块化平台，开发不同疾病的治疗方法。”

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