PNAS:清除再生醫學的“絆腳石”
日期:2016-01-14 08:47:00
再生醫學中的主要障礙之一在于,靶向治療不能有效地傳遞,來控制細胞的行為——一種方式是通過有效地傳遞特定分子,調節受損細胞內的基因。隨著基因編輯和重新編程的出現,許多科學家正在致力于提高這些技術,可以用于細胞內,并糾正某些遺傳疾病患者的基因組,如肌肉營養不良和囊腫性纖維化。
最近,由英國諾丁漢大學帶領的一個專家小組,開發出了一種高效的系統,使用小分子蛋白靶定細胞的糖層(硫酸乙酰肝素),可使治療性分子,在細胞內以很高的劑量進行傳遞,從而意味著它們有更多的療效。
該研究結果發表在最近的《PNAS》雜志,表明這種以簡單蛋白質為基礎的系統,可以將任意數量的治療性分子傳遞進入受損的細胞,并為一系列疾病和障礙帶來新的治療方法和藥物。
細胞膜的外面有一層致密的硫酸乙酰肝素糖,其中存在著許多類型的蛋白質。大多數方法嘗試的是靶定這些蛋白質,而不是糖。特異性地靶定硫酸乙酰肝素,是一種新的給藥概念。
本文第一作者、來自藥學院的James Dixon博士說:“在這項研究中,我們可以直接和有效地傳遞各種各樣的治療性分子,附著于可以控制干細胞基因表達和編程它們命運的蛋白質上。”
這種新的、高度可控和有效的“傳遞”系統,有可能靶定特定的細胞,并減少副作用。因為它是一個簡單的蛋白質,可靶定細胞表面的糖,它可以很容易地修改,來靶定特定的器官和細胞類型,從而靶定特定的疾病。
Dixon博士說:“我們采用了自然的分子——它們已經發展到與細胞相互作用,并利用它們的活性來設計我們的技術。比起人類基因組的復雜性,這種糖分子(硫酸乙酰肝素)有更多的版本。某些類型僅存在于病變細胞,一些存在于健康組織中,一些特定地存在于心臟中,一些在大腦中……如果我們能夠靶定這些特定類型,我們就有可能研發一種非常強大的治療方法,可以將治療性分子和藥物直接傳遞到靶向部位,并且非常有效。”
Dixon博士說:“以這種方式控制干細胞,不僅對于再生醫學是重要的,而且對于藥物的安全性也很重要,可減少動物試驗,并帶來個性化醫學方法。我們希望這類技術將使我們能夠用干細胞建立功能性組織,作為病變器官的替代品。希望這項工作也將使我們通過為個別患者設計藥物,從而更安全和更聰明的制造藥物,并通過在實驗室工程設計的患者組織上測試藥物,而去掉使用動物的必要性。”
再生醫學的未來是,最終使患者細胞再生出病變組織本身。該研究小組的目標是,在人體中直接控制細胞的命運,比如新細胞的再生或更新,以修復諸如心臟缺陷等問題。這項技術已經被授權給諾丁漢大學的一個衍生公司,希望這項基礎研究能很快被轉化到臨床。
Dixon博士說:“我們仍然需要進一步的工作,來測試它在體內的安全性、穩定性和活性,并確保我們能夠把這些藥物放在正確的位置上。我們已經證明,在這項技術開展人類試驗之前,在體外是可以做到的。無論如何,我們非常希望這項強大的技術可以盡快地用來造福人類。”
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