为了缩小恶性肿瘤,RNA应在目标治疗领域中植入

发布日期:2019-02-14

二十年前,科学家发现短链的RNA即微型RNA能够帮助细胞微调基因的表达。当细胞瓦解或失去一部分微型RNA,就有可能表达紊乱,通过提高微型RNA的水平就有可能治愈肿瘤。

要实现通过这种方法治疗癌症,大的问题就是如何实现向肿瘤传递微型RNA。近日,麻省理工学院的研究人员公布了一项新的研究,可以成功的将微型RNA传递到肿瘤细胞内。将RNA链段扭曲成一个三螺旋结构,再嵌入一个生物相容性的凝胶中,不但可以实现链段的高效传递,还可以利用这些RNA缩小小鼠的恶性肿瘤。

局部治疗:针对固定肿瘤可取得效果

同时激活一个抑制肿瘤的微型RNA和一个致癌微型RNA,导致了癌细胞内部表达混乱,利用这样的技术,研究人员大大的提高了癌症的生存率。他们相信,这样的方法不但可以用于传送其他的类型的RNA,还可以传送DNA和其他治疗性分子。

“这个平台,可以传送任何你希望传递的基因,”麻省理工学院医药工程与科学研究所科学家,Brigham妇女医院助理教授Natalie Artzi表示。“研究证明了癌症局部治疗的可行性。尤其是涉及到基因诊疗,三螺旋结构使得RNA的结构更稳定,同时提高吸收性和转染效率。”

这项新技术在癌症研究中反映出:移向设计更具针对性和选择性。Artzi还补充到。“癌症被认为是一种系统性的疾病,需要系统性的治疗。然而,一些情况下,固定的癌细胞可以通过局部治疗取得效果,比如基因治疗和化疗手段。”

扰乱癌细胞表达,缩小肿瘤

为了创建一个新的系统,研究人员事先自行开发了一种材料,由两种树状左旋糖苷高分子制成,作为组织胶。

该研究的主要作者是艾姆斯博士后 Jo?o Conde,他和Artzi利用树状大分子来形成一个含有所需要微型RNA的自组装结构。首先,将三条RNA链缠在一起形成一个三螺旋结构,制造出一个比单链和双链RNA都稳定的分子结构。然后将这些三螺旋体与树状大分子连接在一起,形成纳米粒子,再加入左旋糖苷,以注射用制剂凝胶为载体,注射到肿瘤上方。

一旦到达肿瘤的位置,凝胶缓慢的释放出微型RNA分子颗粒,微型RNA被肿瘤细胞吸收。微粒进入细胞之后,RNA酶将每个三螺旋结构剪切成三段独立的微型RNA链段。

微型RNA通过扰乱信使RNA分子来改变基因表达,信使RNA携带DNA指导蛋白质合成的指令。人类基因组有超过1000个微型RNA,当这些微型RNA停止工作时,就会导致疾病。

这项研究中,研究人员用来传递的目标微型RNA序列有两条,另一条的唯一作用是构成三螺旋体稳定结构。一条模仿自然发生的微型RNA,被称作miR-205,可频繁的抑制癌细胞。另一条叫做miR-221,通常使癌细胞过分活跃。

研究人员在一只携带有三阴乳腺肿瘤的小鼠身上进行了测试,这类肿瘤缺乏三种常见的乳腺癌标志物:雌激素受体,孕激素受体以及Her2.这样的肿瘤通常是很难治愈的。

通过小鼠的对比试验,研究人员发现,三螺旋结构微型RNA治疗的标准化疗有效的多。经过三螺旋结构治疗,肿瘤缩小了90%,小鼠可以多可存活75天,相比之下,接受其他治疗手段(包括单链或双链同种微型RNA)只能存活不到一周的时间。

预防癌细胞扩散和增长

微型RNA序列利用干扰的信使RNA来抑制癌细胞增长和对其他细胞的黏附能力。“这项研究意义非凡,”休斯敦的卫理公会研究院的主席和CEOMauro Ferrari表示,虽然他没有参加实验,但以及给予了实验肯定:“许多时候,微型RNA抑制都被认为是靶向治疗的希望,但如何实现微型RNA的传递一直都是个难题。”

目前,Artzi和Cond打算寻找可以对抗其他肿瘤的微型RNA组合。这项技术可能是目前进入肿瘤细胞好的手段,可以利用于脑肿瘤,乳腺肿瘤,结肠肿瘤等治疗领域。

不仅如此,微型RNA疗法扰乱癌细胞的基因表达,也能够有效的预防癌细胞向全身扩散。多种微型RNA序列已经被发现使用,他们在转移过程中发挥作用。

“许多微型RNA都有参与转移过程。这的确是个值得开发的领域。”Conde表示。

研究人员正致力利用这项技术传递其他系列的核酸类物质(包括用于干扰RNA或者DNA的短链RNA)来达到基因治疗的目的。相信这项技术一定可以使靶向治疗技术前进一大步,希望能早日实现临床应用,为癌症患者带来福音。