《ACS Nano》：傳遞癌癥治療藥物的“雙鎖”病毒
日期：2014-05-08 09:09:07
目前，美國萊斯大學的科學家們設計了一種可調的病毒，它就像一個安全保險箱，需要兩把“鑰匙”才能被打開，釋放其攜帶的治療藥物。
萊斯大學生物工程師Junghae Suh的實驗室開發出一種腺相關病毒（adeno-associated virus，AAV），只有存在兩種入選的蛋白酶時才能開啟這種病毒。因為某些蛋白酶在腫瘤部位是升高的，因此可以設計病毒來靶定和摧毀癌癥細胞。相關研究結果本周在線發表于國際納米科學技術領域權威刊物《ACS Nano》。
AAVs相當的溫和，作為基因療法的傳遞載體，已經成為眾多研究的心儀對象。研究人員經常嘗試將AAVs靶定到可能在病變細胞略微過度表達的細胞受體。
萊斯大學實驗室采用了一種不同的方法。Suh稱：“我們一直在尋找病變部位的細胞受體以外的其他類型的生物標志物。例如，我們知道，在乳腺癌中，腫瘤細胞過度分泌細胞外蛋白酶，但是更重要的是，遷移到腫瘤微環境中的免疫細胞的浸潤，也開始排出大量的蛋白酶。”
她說：“因此這就是我們靶向傳遞所要設法達到的。我們的基本想法是，在鎖定的結構中制備病毒，它們不做任何事，是惰性的。當程序化AAVs遇到病變位置的正確蛋白酶鑰匙時，這些病毒被開啟，與細胞結合，并且既能傳遞殺死細胞的癌癥治療藥物，也能傳遞可以固定它們的基因用于其它疾病應用。”
Suh實驗室通過遺傳學手段將多肽類插入到自我組裝的AAVs來鎖定病毒衣殼，這層堅硬的外殼能夠保護包含在其中的基因。靶蛋白酶可識別多肽類并咬開這些鎖，有效地開啟病毒并使其與病變細胞結合。
如果我們只是在尋找一種蛋白酶，它可能位于癌癥部位，但是它也可能在你身體其他有炎癥的部位。她說：“這可能會導致不良的副作用。通過要求兩種不同的蛋白酶（讓我們叫做蛋白酶A和B）來打開鎖定的病毒，我們可以實現更高的傳遞特異性，因為在一個部位具有兩種蛋白酶升高的機會更小。”
將來，可以采用分子成像方法來檢測升高的蛋白酶的身份和濃度。Suh稱：“有了這些信息，我們就能從我們的工程變種（具有靶定病變部位的正確屬性）中挑選一種病毒裝置。這就是我們想達到的目的。”
Suh認為，升高的蛋白酶發現于很多病變的組織周圍。她建議，這些蛋白酶激活的病毒，不僅對于癌癥，而且對于神經系統疾病（如中風、帕金森氏病、阿爾茨海默氏病）和心臟疾病（包括心肌梗塞和充血性心臟衰竭）的治療都可能非常有用。
這種技術的終極愿望是，設計能實現步驟組合用于靶定的病毒。她說：“為了增加病毒解鎖的特異性，你可以想象制備一些病毒，這些病毒需要更多鑰匙才能夠打開。例如，你可以需要蛋白酶A和B，也需要一個細胞受體來打開病毒。這項工作是朝這個目標邁出的很好的第一步。”
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