来自中山大学、中国科学技术大学和哈佛医学院的研究人员在新研究中开发出了一种新型的分子传递平台，利用该平台可克服当前将基于RNA的基因沉默技术用于癌症治疗的一个重要障碍：确保治疗能到达正确的位点并在该处停留。这一研究成果在线发布在4月18日的《科学—转化医学》（Science Translational Medicine）杂志上。

 

来自中山大学孙逸仙纪念医院乳腺癌中心的宋尔卫（Erwei Song）教授，中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室的王均（Jun Wang）教授以及哈佛医学院波士顿儿童医院的Judy Lieberman博士为这篇文章的共同通讯作者。

 

在这篇文章中，研究人员构建的这一新平台是由一段抗体片段和一个包装肽组合而成，利用它研究人员成功地稳定并将基于RNA的分子传递到了乳腺癌小鼠模型肿瘤处，阻止了肿瘤生长和转移。

 

约有20%的乳腺癌细胞表面表达一种称为HER2的蛋白，这类乳腺癌通常具有高度侵袭性。随着诸如曲妥珠单抗（trastuzumab）和拉帕替尼（lapatinib）一类的靶向性药物出现，它们也开始取得了良好的治疗效果。然而那些耐受曲妥珠单抗、复发性的，或不表达HER2的乳腺癌目前却仍然难于治疗。

 

为了开发出乳腺癌的其他靶向性治疗策略，Lieberman与宋尔卫将研究焦点转向了一种称为RNA干扰 (RNAi) 的分子现象。RNAi是指通过小干扰RNAs(siRNAs)这类小片段RNA沉默个别基因表达的现象。最初科学家们在植物中观察到这一现象，直到10年前才证实RNAi在哺乳动物中同样活跃存在，现在它已成为了大量临床研究的焦点。

 

一直以来阻碍RNAi临床应用的一个重要的绊脚石就是无法确保siRNAs去到它们应到达的位点。Lieberman 解释说：“裸siRNAs会被肾脏很快清除，细胞摄取它们也并不容易。其他的传递系统，例如脂质体往往会导致siRNAs在肝脏聚集。”

 

Lieberman说：“最大的挑战是如何将siRNAs传递至肿瘤位点，且不会引起身体其他部位的毒性作用和炎症反应。”

 

Lieberman和宋尔卫决定采用一种他们最初开发用于清除HIV感染细胞的靶向性技术将siRNAs传送至乳腺肿瘤处。首先他们将能够关闭PLK1基因（编码产物可促进细胞分裂）的siRNAs结合到鱼精蛋白上。鱼精蛋白是一种在精细胞中压缩包装DNA的肽。然后将鱼精蛋白连接到一段抗HER2的抗体片段（称为ScFv）上，构建出了一个可直接靶向HER2阳性乳腺癌的传送系统。

 

Lieberman 说：“鱼精蛋白可以稳定siRNAs，保护它们不被血流中的酶降解。ScFv抗体片段确保了它们靶向性传递到HER2阳性细胞并对其发挥作用。”

 

研究小组将对抗PLK1的裸siRNAs和ScFv-鱼精蛋白包装的siRNAs分别给予移植人类乳腺肿瘤的小鼠。研究人员发现裸siRNAs快速地在肾脏聚集并被排泄出去，它们在小鼠的半衰期仅为6分钟。而包装性siRNAs则被直接传送到了小鼠的HER2阳性肿瘤位点。在72小时内仍可轻易地检测到这些siRNAs。

 

一旦这些siRNAs达到肿瘤位点，就会被肿瘤细胞所摄取。它们关闭了肿瘤细胞中的PLK1，减缓了肿瘤生长，抑制了肿瘤转移。

 

研究人员表示他们并未发现在肝脏、肾脏或血流中有炎症或毒性作用，这表明siRNA只在它们的目的靶标——乳腺癌细胞中沉默了PLK1。

 

Lieberman 指出：“PLK1是一个广泛表达的基因。但是由于我们只靶向性地将siRNA传递给了HER2表达肿瘤细胞，因此我们能够非常高效地沉默癌细胞，而不对其他组织产生毒副作用。”

 

利用抗体-鱼精蛋白传递平台，研究人员甚至可将沉默不同基因（除PLK1外，还有AKT 和CCND1基因）的鸡尾酒传送至小鼠肿瘤发挥协同效应。

 

Lieberman认为该技术大有希望应用于广泛的肿瘤和其他疾病。“该平台可用于治疗上将siRNAs靶向所有我们找到了细胞表面特异性靶标的细胞。我们还可以利用它来靶向淋巴细胞，表明它可用于治疗淋巴瘤和白血病，并成为治疗器官排斥的一种途径。”