人造病毒突破基因治疗瓶颈

最近，西班牙的研究人员，成功地制备了一种人造病毒——能够自组装并形成纳米颗粒的蛋白质，能够包围DNA片段，穿透细胞，以一种非常不同的方式到达细胞核，然后在那里释放治疗性DNA片段。这一成果是基因治疗所用病毒载体的一种替代物，没有生物学风险。相关研究结果发表在最近的国际生物科技顶级期刊《Trends in Biotechnology》。

　　

生物通报道：最近，西班牙巴塞罗那自治大学（UAB）生物技术和生物医学研究所纳米生物学部门的研究人员，在Antonio Villaverde的指导下，成功地制备了一种人造病毒——能够自组装并形成纳米颗粒的蛋白质，能够包围DNA片段，穿透细胞，以一种非常不同的方式到达细胞核，然后在那里释放治疗性DNA片段。这一成果是基因治疗所用病毒载体的一种替代物，没有生物学风险。相关研究结果发表在最近的国际生物科技顶级期刊《Trends in Biotechnology》。

基因治疗，是将具有治疗目的的基因插入到基因组中，需要一些载体将这些基因转移到细胞核。当转移这些基因时，一种可能性是使用病毒载体，但这并不能避免风险。因此，科学家们一直试图找到一种替代物。用这个作为他们的目标，新兴的纳米医学旨在用可调节纳米颗粒（可以将核酸和其他药物释放到靶细胞中）的形式，模仿病毒的活动。延伸阅读：基因治疗先驱回顾其突破性发现。

研究人员测试了各种各样的材料，其中蛋白质是生物相容的、可生物降解的，可提供各种各样的功能，这些功能可被调整并用于基因工程。然而，为了形成更复杂的结构，以一种有效的方式用来运输DNA（就像病毒一样），要控制蛋白质模块的组织方式，是非常复杂的。

Antonio Villaverde教授的研究小组发现，有必要用这些蛋白质作为一种人工病毒，并自组装形成规则的蛋白质纳米粒子，能够穿透靶细胞，以一种非常有效的方式达到细胞核。在化学方面，关键在于，分别位于模块化蛋白质氨基和羧基端的阳离子肽和六局组氨酸相结合。

UAB研究人员已经证明，当存在DNA时，这些人造病毒围绕着它并进行结构调整，这样DNA就以类似于天然病毒保护蛋白外壳内DNA的方式防御外部因素。甚至，所产生的结构所采用的形式，似乎是在模仿病毒的形式。

Villaverde指出：“必须强调的一点是，这种自组装能力不取决于选择的结构蛋白，似乎并不限于一种特定类型的蛋白质。这为我们提供了机会，可以选择那些在给药后能避免任何免疫反应的蛋白质，在治疗用途方面这是很大的优势。”

本文共同作者Esther Vázquez 指出：“这些人造病毒是天然蛋白纳米粒子（包括病毒）非要有前途的替代品，由于其局限性，如刚性结构和缺乏生物安全性，当用于纳米医学时不够有效。”

传统的治疗方法毒性极高，限制了它们的适用性。为此，UAB研究人员，与Sant Pau 医院的Ramon Mangues教授和CSIC的Ramon Eritja教授合作，改造这些人工病毒，能够将抗癌药物直接输送到肿瘤细胞。这样，它们将能够以一种非常局部化的方式，释放大剂量治疗药物。

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Towards protein-based viral mimetics for cancer therapies
Abstract: High resistance and recurrence rates, together with elevated drug clearance, compel the use of maximum-tolerated drug doses in cancer therapy, resulting in high-grade toxicities and limited clinical applicability. Promoting active drug accumulation in tumor tissues would minimize such issues and improve therapeutic outcomes. A new class of therapeutic drugs suitable for the task has emerged based on the concept of virus-mimetic nanocarriers, or 'artificial viruses'. Among the spectrum of materials under exploration in nanocarrier research, proteins offer unparalleled structural and functional versatility for designing virus-like molecular vehicles. By exhibiting 'smart' functions and biomimetic traits, protein-based nanocarriers will be a step ahead of the conventional drug-protein conjugates already in the clinic in ensuring efficient delivery of passenger antitumor drugs.