《PNAS》让人体自己制造药物

Richard C. Wang医学博士与Daniel Siegwart博士和Lukas Farbiak博士谈论他们对信号肽(SPs)的研究，这是作为细胞的基因序列“邮政编码”将由遗传物质产生的蛋白质引导到需要它们的地方。这项工作最终可能会导致人体产生自己的药物的技术。

　　

UT西南医学中心的科学家在一项新研究中报告说，在小鼠模型中，传递带有细胞“邮政编码”标记的遗传物质促使细胞分泌蛋白质或药物进入血液，成功治疗牛皮癣和癌症。发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的这一发现可能最终导致新的治疗方法的出现，在这种治疗方法中，患者的身体会产生自己的药物，从而避免了许多静脉注射药物的缺点。

Daniel Siegwart博士，生物医学工程和生物化学教授，是德克萨斯大学西南分校Harold C. Simmons综合癌症中心化学和癌症研究项目的联合负责人。他担任W. Ray Wallace分子肿瘤学研究杰出主席。

这项研究的负责人Daniel Siegwart博士说:“不用经常去医院或门诊输液，这项技术可能有一天会让病人在药房接受治疗，甚至每月在家里接受一次治疗，这将大大提高他们的生活质量。”Daniel Siegwart博士是德克萨斯大学西南分校Harold C. Simmons综合癌症中心生物医学工程和生物化学教授，也是化学和癌症研究项目的共同负责人。

2020年，其他地方的研究人员开发了一种新型疫苗，它依靠信使RNA (mRNA)——细胞用来产生特定蛋白质的单链遗传分子——来促进对导致COVID-19的病毒的免疫反应。数十亿剂此类疫苗已成功地交付给世界各地的人们，几乎没有副作用。

这一努力远非科学家第一次使用基因药物——一种将遗传物质传递到细胞中以产生蛋白质来替代缺失或有缺陷的蛋白质的疗法。基因疗法目前正在研究或用于治疗数十种疾病。然而，WallaceWallace博士解释说，基因药物产生的蛋白质通常被困在细胞内。由于自身免疫性疾病和许多其他疾病会引起全身性的影响，诱导细胞将治疗性蛋白质分泌到血液中可以缓解全身的症状。

为了实现这一目标，Siegwart博士和他的同事们研究了信号肽(SPs)，这是一种基因序列，可以作为细胞的“邮政编码”，将遗传物质产生的蛋白质引导到需要它们的地方。虽然大多数已知的SPs直接将蛋白质引导到细胞内的细胞器，但一些被称为分泌性SPs的SPs使蛋白质从细胞分泌到体循环。

Wallace博士和他的同事们分离出一段mRNA，它能产生分泌性SPs，这种SPs来自一种名为Factor VII的蛋白质，参与血液凝固。接下来，他们将这个编码SPs的mRNA片段连接到四个不同的mRNA序列上，这些mRNA序列产生不同的蛋白质:一种称为mCherry的荧光蛋白，可以提供是否从细胞分泌的视觉读数;促红细胞生成素一种与血液生成有关的人体蛋白质，称为促红细胞生成素;一种叫做依那西普的治疗蛋白质，用于治疗炎症性疾病;以及另一种称为抗PD-L1的治疗蛋白，用于治疗癌症。然后，他们将这些修饰过的mRNA包装成脂质纳米颗粒，并将其输送到实验室培养皿中生长的细胞中。他们的结果表明，细胞分泌由这些mRNA制成的SPs标记的蛋白质到周围的液体中，而没有分泌SPs的蛋白质留在接受mRNA的细胞中。

这一观察结果激发了研究人员去研究身体是否可以作为一个生物工厂来生产和分泌治疗性蛋白质。事实上，当研究人员用改良的依那西普mRNA编码治疗银屑病小鼠时，它们皮肤上的银屑病斑块显著减少，炎症分子标志物也明显减少。同样，当研究人员用编码抗PD-L1的修饰mRNA治疗患有两种癌症的小鼠时，肿瘤生长明显减少，小鼠的存活时间是未治疗小鼠的两倍。

Siegwart博士指出，利用人体自身的机制来制造和输送治疗性蛋白质可能有助于克服副作用，提高目前必须通过输注输送的蛋白质药物的功效。它还可以减少必须接受频繁和有时长时间注射的麻烦。他说，利用这项技术在体内生产这些药物，最终可以改善患有炎症性疾病、癌症、凝血障碍、糖尿病和一系列遗传疾病的患者的健康和生活质量。