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。”