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RNA疗法离我们有多远?(2)

发表日期:2021-04-13 13:55 | 来源 :未知 | 点击数: 次 收听:

许多先天性遗传病发病原因,是因为在患者体内缺少关键蛋白或存在毒性蛋白。细胞中的毒性蛋白的产生很多是由于基因的错误编码,因此,在不修改基因的基础上阻止错误蛋白生成或诱导正确蛋白的产生,让基因疾病的治愈成为了可能。

相比于目前仍在开发阶段的DNA编辑疗法,稳定、可逆且更加安全的RNA疗法成为了治疗基因疾病的重要选择。

错误的便利贴可以被修改或者直接被销毁,这样大厨就无法收到错误的菜单,也就不会做出难吃的菜。

RNA能够和RNA或者单链DNA反义互补配对形成双链分子,组成难以被核糖体读取的双链分子,这样的RNA叫做单链反义寡核苷酸(ASOs)。这就像是在便利贴上糊上了一层刚好能把字迹完全遮住的纸,里面的内容也因此看不到了。

或者,我们可以使用siRNA(小干扰RNA)或miRNA(微小RNA)的小分子RNA来阻止mRNA翻译成蛋白质,这些小分子像一个带有“错误”标记的便利贴,阻止厨师阅读执行mRNA的指令。siRNA和miRNA是只有20-27个碱基对(bp)的RNA,具有抑制基因表达的作用。当人工设计的包含靶点特异性小型RNA载体运送到目标细胞后,细胞会识别并开始执行载体中的程序,剪切载体上的RNA。小型RNA从载体中剪切下来生成siRNA后,能够和细胞内的其他蛋白形成RISC(RNA沉默复合体)。这种复合体会和目标mRNA特异性结合,导致目标mRNA被降解而不是被翻译成蛋白质,从而阻止了基因的表达。

我们也能直接通过RNA对蛋白质进行调节。这种简单粗暴的方式就像把便利贴揉成一团直接丢在盘子里阻止客人用餐。一种特殊设计的被称为RNA适配体的小型RNA分子能够与蛋白质上的特定位点结合,例如一种叫做Pegaptanib的RNA药物就能够与血管内皮生长因子蛋白结合并阻止其功能,让患者眼内的血管生长速度和渗透性降低,从而治疗血管穿透视网膜导致的视力减弱。

当然,我们能够通过RNA阻止蛋白的产生,也同样能够通过mRNA生成正确的蛋白。当mRNA注射进体内并被细胞吸收,细胞在识别到mRNA之后执行响应的蛋白合成程序,生成我们所需要的蛋白。例如缺乏凝血因子蛋白而患有凝血障碍的患者,我们可以将正确编码凝血因子蛋白的mRNA递送到患者体内,患者就能够产生凝血因子而正常凝血。

如果我们将一些病原体的特征,例如新冠病毒的棘突蛋白mRNA递送到人体中,人体的部分细胞也会产生新冠病毒的特征并被免疫系统识别,最终形成免疫记忆。相比于灭活疫苗繁琐的生产工艺以及重组载体疫苗较长的研发周期,mRNA疫苗也因为合成相对简便且能够快速、高效、灵活的适应病毒的大流行而被视为未来疫苗。

RNA疗法发展历程——从实验室飞到寻常人家

1961年,科学家就发现了能够介导基因转变为蛋白的mRNA。但直到29年后的1990年,一个研究团队将mRNA直接注射到骨骼肌后,在组织内找到了由这个mRNA编译的蛋白质,而这个蛋白是骨骼肌所没有的。也就是说,我们可以通过mRNA这个小程序,让细胞生产我们所需要的蛋白。而到了1993年,科学家惊喜的发现,注射了流感病毒mRNA的小鼠表现出了免疫反应。这意味着我们可以使用病原体的mRNA作为疫苗,方便的在体内产生安全的抗原,而不是传统的减毒或者灭活的病原体。

到了1998年,美国科学家安德鲁和克雷格发现RNA不仅仅可以使得蛋白表达,一种被称为siRNA的小型RNA能够在秀丽线虫中阻止蛋白的合成。三年后,研究人员发现这一机制在哺乳动物中同样适用,这让siRNA作为医学手段成为了可能。凭借siRNA基因干扰技术,两位科学家分享了2006年的诺贝尔生理学与医学奖。

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