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基因改造红细胞制造药物新载体

2019年03月12日 栏目:网络

凤凰科技讯 北京时间7月7日消息,科学报道,美国怀海德研究所(Whitehead Institute)的研究人员从基因方面和酶促地修改了红细

凤凰科技讯 北京时间7月7日消息,科学报道,美国怀海德研究所(Whitehead Institute)的研究人员从基因方面和酶促地修改了红细胞,使得它能够携带一系列有价值的载荷——从药物到疫苗到显像剂——并传递至全身各处的特定位置。“我们想要创造高价值的红细胞,能够做的不仅仅是传输氧。” 怀海德研究所的创始成员哈维·罗迪什(Harvey Lodish)这样说道,他与怀海德研究所的另一名成员免疫学家海德·普勒格(Hidde Ploegh)合作进行了这项研究。“我们采用了特定的技术使得培养基上的老鼠和人类血红细胞能够表达我们想要的特征,并潜在的可以用于治疗或诊断。”这项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)的研究结合了罗迪什在红细胞(RBCs)生物学方面的专长和普勒格实验室研发的生物化学方法。

图1 玻璃载片上的人体血红细胞。

RBCs是潜在的治疗应用的颇具吸引力的载体,这其中存在一系列原因,包括它们大量存在——它的数量比体内任何其它细胞类型都多,此外它们的生命周期也非常长,长达120天。

基因改造红细胞制造药物新载体

重要的可能是在RBC的产生过程中,终成熟变成RBC的祖细胞会抛弃它们的细胞核和其中所有的DNA。没有了细胞核,成熟的RBC缺少基因物质或者早期基因操作的任何信号,后者可能导致肿瘤的形成或者其它不利影响。

为了探索这种特征,罗迪什和他的实验室小组向早期阶段的RBC祖细胞引入了基因密码,他们利用了普勒格研发的蛋白质标记技术略微修改了正常的红细胞表面蛋白质。随着RBCs逐渐变成熟和去细胞核,蛋白质却仍保留在细胞表面。这种名为“分拣标记”(sortagging)的方法依赖细菌的一种酶(分选酶A)来确定表面蛋白质和需要携带物质之间强大的化学键,无论是小型治疗分子或者能与毒素相结合的抗体。

“因为改造后的人类红细胞可以在体内循环长达4个月之久,我们可以预想未来使用这类细胞引入抗体,中和毒素。” 普勒格说道,“这将导致体内长时间保存解毒抗体。”这一方法已经得到了美国军方及其下属的美国国防部高级研究计划局(DARPA)的注意,它们为怀特海德研究所提供了支持,希望能够研发有效抵抗生化武器的治疗方法或者抗体。

罗迪什相信这项技术的潜在应用非常广泛:改造后的RBCs可以与血流里的“坏胆固醇”结合然后将其从血管中去除;也可以携带溶栓蛋白质以治疗缺血性发作或深静脉血栓;还能传递对抗炎症的抗体以缓解慢性炎症。此外,普勒格表示有证据表明被改造的RBSc可以被应用于抑制不需要的免疫反应,为基于蛋白质的疗法提供辅助治疗。普勒格正在探索RBCs是否可以用于为免疫系统做准备,使得使患者能更好地忍受这类治疗。(编译/严炎刘星)

:李大鹏

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