糾正基因表達不足的新方法

根據(jù)《自然通訊》發(fā)表的一項研究，一種能夠結合mRNA并調節(jié)基因表達的新分子技術可能為治療由單倍體不足或缺乏一個功能基因拷貝引起的疾病提供新途徑。

信使RNA(mRNA)包含DNA產(chǎn)生蛋白質的指令。許多疾病，包括癌癥和許多遺傳性疾病，都是由基因表達不足和蛋白質表達不足引起的，但很少有策略可以在分子水平上糾正這種失調。

這項新技術被稱為“翻譯激活RNA”(taRNA)，由小分子組成主席AlfredL.GeorgeJr.醫(yī)學博士和阿爾弗雷德·牛頓·理查茲(AlfredNewtonRichards)表示，這項組成，可附著在特定的mRNA分子上，從而直接控制它們翻譯成蛋白質。藥理學教授和該研究的合著者。

“這項技術為一種在蛋白質水平上增強基因表達的新方法打開了大門。敲低基因的方法有很多，但上調基因并從基因拷貝中產(chǎn)生更多蛋白質的方法卻很少。該基因不會因突變而失效，”喬治說，他也是藥物基因組學中心的主任。

這項研究是一項合作成果喬治和芝加哥大學化學教授布萊恩·迪金森博士(該論文的資深作者)之間的

在這項研究中，研究人員將RNA分子內的序列片段組合起來，創(chuàng)建了能夠靶向PTEN(一種已知可作為有效腫瘤抑制劑的mRNA)和ABCA7(一種經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)在阿爾茨海默病患者中存在缺陷的mRNA)的taRNA。將taRNA注入培養(yǎng)的人類細胞后，研究人員發(fā)現(xiàn)兩種mRNA的水平均有所增加。

然后，研究人員在侵襲性三陰性乳腺癌人類樣本中對mRNA進行編程，使其與PTEN和CDKN1A(另一種與腫瘤抑制相關的基因)結合。研究表明，注射taRNA后，腫瘤生長減慢了一半。

George和他的合作者隨后利用taRNA刺激人類神經(jīng)元中SYNGAP1的產(chǎn)生。SYNGAP1是突觸活動的主要調節(jié)因子，出生時僅具有該基因一個功能副本的兒童會患有癲癇癥和神經(jīng)發(fā)育嚴重受損。

根據(jù)這項研究，喬治實驗室中接受taRNA的患者來源的誘導多能干細胞產(chǎn)生的人類神經(jīng)元顯示SYNGAP1蛋白恢復到正常水平。

喬治說，這項研究的結果為治療由基因和蛋白質表達不足引起的各種疾病提供了一種有前途的新策略。

“這種方法在人類神經(jīng)元中發(fā)揮作用的事實非常令人興奮，”喬治說。“有許多技術在實驗室的人工系統(tǒng)中有效，但在人體細胞中效果不佳。人類神經(jīng)元尤其具有挑戰(zhàn)性。”

喬治說，這項研究是機構合作推動新發(fā)現(xiàn)的一個很好的例子。

“西北大學的教師投入了大量精力，從患有罕見神經(jīng)遺傳和神經(jīng)發(fā)育障礙(例如SYNGAP1相關智力障礙)的兒童中開發(fā)細胞系。這種細胞資源是測試新治療策略的金礦，就像本文中介紹的那樣，“喬治說。

“這項研究是芝加哥機構之間以及化學生物學家和我的實驗室之間合作的一個很好的例子，該實驗室利用疾病的干細胞模型研究人類疾病。”

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