科学家利用人类源自逆转录病毒的蛋白质开发出一种向细胞输送RNA的新方法
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，可以为广泛的分子药物开辟一类新的递送方法——包括用于基因组编辑和基因替换的那些。 用于这些治疗的现有载体可能效率低下并且随机整合到细胞基因组中，并且有些可能会刺激不需要的免疫反应。 SEND 有望克服这些限制，这可能为部署分子医学开辟新的机会。
PEG10 蛋白天然存在于人类中，源自“逆转录转座子”——一种类似病毒的遗传元件——在数百万年前将自身整合到人类祖先的基因组中。 随着时间的推移，PEG10 已完全融入机体，成为对生命很重要的蛋白质库的一部分。
四年前，就有研究发现，另一种逆转录转座子衍生蛋白 ARC 形成病毒样结构，并参与细胞间 RNA 的转移。对此发现，在我的《基础生物化学原理》第519页小框故事中有专门的介绍。 尽管这些研究表明有可能将逆转录转座子蛋白设计为递送平台，但科学家们尚未成功利用这些蛋白质在哺乳动物细胞中包装和递送特定的 RNA 货物。
知道一些反转录转座子衍生的蛋白质能够结合和包装分子货物，张峰的团队转向这些蛋白质作为可能的运载工具。 他们系统地搜索了人类基因组中的这些蛋白质，寻找可以形成保护胶囊的蛋白质。 在他们的初步分析中，该团队发现了 48 个编码可能具有这种能力的蛋白质的人类基因。 其中，19 种候选蛋白质同时存在于小鼠和人类中。 在该团队研究的细胞系中，PEG10 作为一种高效的穿梭机脱颖而出。 与任何其他测试的蛋白质相比，这些细胞释放出更多的 PEG10 颗粒。
PEG10 颗粒也大多含有它们自己的 mRNA，这表明 PEG10 可能能够包装特定的 RNA 分子。
为了开发 SEND 技术，该团队在 PEG10 的 mRNA 中确定了分子信号序列，PEG10 识别并用于包装其 mRNA。 然后研究人员使用这些信号来设计 PEG10 和其他 RNA 货物，以便 PEG10 可以选择性地包装这些 RNA。 接下来，该团队用额外的称为“融合素”的蛋白质装饰 PEG10 胶囊，这些蛋白质存在于细胞表面并帮助它们融合在一起。
对此，张峰表示： “生物医学界一直在开发强大的分子疗法，但以精确有效的方式将它们传递给细胞具有挑战性，SEND 有潜力克服这些挑战。”
在Science这篇研究报告中，该团队描述了如何利用人类细胞制造的蛋白质分子作为运输RNA的工具。SEND 的中心是一种称为 PEG10 的蛋白质，它通常与其自身的 mRNA 结合并在其周围形成一个球形保护胶囊。 在他们的研究中，该团队设计了 PEG10 以选择性地包装和递送其他 RNA。 例如，他们使用 SEND 将 CRISPR-Cas9 基因组编辑系统传递给小鼠和人类细胞以编辑目标基因。
PEG10 的转移 RNA 的能力并不是独一无二的。 这就是令人兴奋的地方，这项研究表明，人体中可能还有其他 RNA 转移系统也可以用于治疗目的。它还提出了一些关于这些蛋白质的自然作用可能是什么的非常有趣的问题。