把紅細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樗幬镙d體
日期：2014-07-08 09:22:52
紅細(xì)胞穿越血管把氧氣輸送到幾乎身體的各個(gè)角落和縫隙。但并不是所有的紅細(xì)胞能夠攜運(yùn)氧氣的。一個(gè)研究人員團(tuán)隊(duì)，通過(guò)工程紅細(xì)胞表面上具有的“粘性”蛋白，賦予紅細(xì)胞攜運(yùn)無(wú)論從治療免疫性疾病或癌癥的藥物到用于血管成像的放射性分子的能力。
沒(méi)有參與這項(xiàng)新研究的賓夕法尼亞大學(xué)生化學(xué)家弗拉迪米爾·米茲坎德夫(Vladimir Muzykantov)說(shuō)：“這確實(shí)是一個(gè)非凡的創(chuàng)意和一種十分新穎的方法。”
紅細(xì)胞占全部人體細(xì)胞數(shù)的四分之一，其生存期平均為4個(gè)月。位于劍橋的麻省理工學(xué)院的免疫學(xué)家海德·普魯(Hidde Ploegh)說(shuō)，它們的無(wú)處不在和長(zhǎng)壽使它們可以成為一個(gè)用于身體各部疾病治療的藥物載體。此前，已有研究人員把藥物分子通過(guò)紅細(xì)胞膜加進(jìn)紅細(xì)胞內(nèi)，但這個(gè)過(guò)程致弱了紅細(xì)胞，并只有當(dāng)紅細(xì)胞到達(dá)最終目的地才會(huì)釋放藥物分子。
普魯和他的同事們，卻希望把藥物分子粘附到紅細(xì)胞的外部。因?yàn)榧t細(xì)胞沒(méi)有核――所以它缺乏遺傳物質(zhì)，而遺傳物質(zhì)可以微調(diào)形成新的蛋白質(zhì)――研究人員把形成紅細(xì)胞的前體即仍然含有DNA的有核紅血球進(jìn)行改變。科學(xué)家們給改變了基因版本的有核紅血球添加已知的編碼蛋白質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)其確實(shí)已加在紅血球的表面。然而引入基因序列進(jìn)行的修飾，致使有核紅細(xì)胞產(chǎn)生了具有額外標(biāo)記的表面蛋白質(zhì)，它可被稱為分揀酶的一種蛋白質(zhì)所識(shí)別。
有核紅細(xì)胞成熟為紅細(xì)胞時(shí)，仍然保留著這些工程蛋白。當(dāng)研究人員把分揀酶加入成熟紅細(xì)胞混合物中，已經(jīng)過(guò)基因修飾的所有蛋白質(zhì)末端粘附的那種蛋白質(zhì)被剪掉，只留著“粘性”的類似裝載貨物拖車的掛鉤。而可與分揀酶聯(lián)接的所有分子則可與紅細(xì)胞的表面蛋白相聯(lián)接。為了顯示其如何聯(lián)接，普魯團(tuán)隊(duì)把生物素附加于紅細(xì)胞，并把它們輸注進(jìn)小鼠體內(nèi)。攜帶生物素的紅細(xì)胞在循環(huán)的血液中，至少存活28天，而且不會(huì)傷害小鼠，他們把這項(xiàng)研究結(jié)果在線報(bào)告于今天的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。
普魯設(shè)想，這種技術(shù)在未來(lái)將被用于創(chuàng)建一種新穎的個(gè)體化療法――可以把你自己的干細(xì)胞分離出來(lái)，把它分化為有核紅細(xì)胞，經(jīng)過(guò)基因修飾使其攜帶一種治療性分子，再輸注到你自己的身體里。可能作為貨物的任何分子，需要通過(guò)血液循環(huán)系統(tǒng)來(lái)傳輸。有核紅細(xì)胞成熟為紅細(xì)胞時(shí)，他們即失去了DNA，就消除了持續(xù)突變或遺傳物質(zhì)擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。普魯說(shuō)：“現(xiàn)在假設(shè)，你可以裝載的有效負(fù)荷是無(wú)限的，卻其應(yīng)用方面則是很多的。”
米茲坎特夫已經(jīng)開發(fā)了用紅細(xì)胞作為分子載體的其他方法，他說(shuō)，現(xiàn)在這種新方法“已超過(guò)了只作為輸送藥物”的意義。它可能用于通過(guò)紅細(xì)胞來(lái)診斷血液病，使成像劑在體內(nèi)擴(kuò)散，以致可使動(dòng)脈粥樣硬化斑塊或被堵塞的動(dòng)脈可視化，或在移植之前通過(guò)阻斷進(jìn)入血流的抗體來(lái)抑制免疫系統(tǒng)。
他補(bǔ)充說(shuō)：“但是在動(dòng)物模型的實(shí)驗(yàn)中，還有許多問(wèn)題存在。我很想看到一個(gè)實(shí)證，應(yīng)用這種方法把一種真正的藥物與紅細(xì)胞結(jié)合，而且該藥物仍然是有效的。”
