發布時(shí)間:2023-04-03 09:54:01
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科技日報北京4月2日電 (記者張夢然)美國工程師設計了一種新型納米顆粒,可用於(yú)肺部(bù),在那裏它可(kě)以傳遞編碼有用蛋白(bái)質的信使RNA(mRNA)。隨著進一(yī)步發展,這些顆粒能為囊性纖維化和其他肺部疾病(bìng)提供可吸入的治療方法。該研究3月30日發表在《自然·生物(wù)技術》上。
麻省理工(gōng)學院化學工程係(xì)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(jiū)人(rén)員希望它(tā)可用來治療或(huò)修複一係列遺傳疾(jí)病,包括囊性纖維化。
在一項對小鼠的研(yán)究中,安(ān)德森及其同事使用這些顆粒來傳遞編碼CRISPR/Cas9成分的mRNA,這可能為設計治療性納米顆粒打開大門,這些納米顆粒可剪掉並取代致病基因。
在新(xīn)研究中,研究人員著(zhe)手開發可靶向肺部的脂質納米顆粒。這些顆粒由兩部(bù)分分(fèn)子(zǐ)組成:帶正電荷的頭基和長脂質尾巴。頭基的正電(diàn)荷有助於粒子與帶負電荷的mRNA相(xiàng)互作用,並且還有助於(yú)mRNA從會吞噬粒子的細胞結(jié)構中逃逸。
同(tóng)時,脂質尾部結構有助於顆粒(lì)通過細胞膜。研究人員為脂(zhī)質尾(wěi)巴提出了(le)10種不同的化學結構,以及72種不同的頭(tóu)基。通過在小鼠實驗中篩選(xuǎn)這些結構的不同組合,研究人員能夠識別出最(zuì)有可能到達肺部的結構。
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(zhǐ)信號被移(yí)除時,熒光蛋白的基因就(jiù)會打開。測量這種熒光信號使研究人(rén)員能夠確定成功表達mRNA的細胞百分比。
研(yán)究(jiū)人員(yuán)發(fā)現,在一劑mRNA之後,大約40%的肺上皮細胞被轉染(rǎn),兩劑使水平超過50%,三劑達到60%。治療肺(fèi)部疾病(bìng)最(zuì)重要的目標是兩種類型的上皮細胞——棒狀(zhuàng)細胞和纖毛細胞,每一(yī)種都以大約15%的比例被轉染。
新顆粒也會迅速分解(jiě),使它們能夠(gòu)在幾天內從肺部清除,並(bìng)降低炎症的風險。如果需要重複劑量,顆粒(lì)也可多次輸送給同一(yī)患者。團隊現在正在努力使(shǐ)納米顆粒更穩定,從而可使用霧化器吸(xī)入。