有研究提出,通过抑制信使核糖核酸(mRNA)的副作用,有望将其应用于脑卒中和癌症等疾病的免疫治疗。
KAIST表示,化学系 Jeon Yongwoong 教授团队发现了一种能够调控mRNA合成蛋白质起始点和合成速度的新策略。
mRNA治疗药物是一项将遗传信息传递到人体内,使所需蛋白质在体内直接生成的技术。凭借其快速而强劲的蛋白质表达能力,自新冠肺炎疫情暴发以来备受关注。
然而,由于在短时间内产生过量蛋白质并引发剧烈的生理反应,肺栓塞、脑卒中、血栓症、自身免疫性疾病等副作用仍是亟待解决的难题。
研究团队提出的这一策略,不仅能够从根本上降低mRNA治疗药物的副作用,还有望拓展应用至脑卒中、癌症、免疫性疾病等需要精细蛋白质调控的治疗领域,被寄予成为下一代mRNA治疗药物开发重要转折点的厚望。
要生成蛋白质,细胞内的“蛋白质制造机器(核糖体和翻译因子)”必须先附着在mRNA这份“设计图”上并开始工作。研究团队注意到,如果减缓这一过程,就可以避免蛋白质在短时间内集中大量生成的问题。
基于同样的思路,研究团队没有采用复杂技术,而是开发出一种简单方法:有意将受损的DNA片段与mRNA连接。这些DNA片段就像一个小“盾牌”,阻止蛋白质制造机器立即附着在mRNA上,从而以更平缓的方式减慢蛋白质生成的起始速度。
此时所用的受损DNA是体内可自然循环利用的安全生物物质,成本低廉,只需在注射前与mRNA混合即可,因而也适合在实际医疗现场中应用。
尤其是随着时间推移,人体内的“修复酶”会自然修复受损DNA,在这一过程中,与mRNA相连的结构被解开,蛋白质生成速度便恢复到正常模式。研究团队表示,通过这一机制,可以大幅降低以往蛋白质一次性爆发式生成所带来的风险。
这项技术被KAIST选为“未来有前景的源头技术”之一,并在“2025 KAIST Techfair 技术转移说明会”上进行了介绍。
Jeon 教授表示:“生物学现象归根结底也是化学现象,因此我们可以通过化学手段对蛋白质生成过程进行精细调控。研究团队开发的这项技术,不仅能够提升mRNA治疗药物的安全性,还有望成为实现癌症、遗传病等多种疾病定制化精准治疗的基础。”
此外,本次研究中,KAIST化学系的 Choi Jihun 和 Jung Taeung 博士课程学生以共同第一作者身份参与。研究成果(论文)近日发表于化学领域学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》。
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