RNA基因治疗取得新进展：剪接调控、纳米颗粒递送与microRNA平台

研究人员报告了RNA基因治疗的新进展，包括一种临床批准的小分子，可通过RNA剪接调控精确控制基因表达；蛋白质包被纳米颗粒实现更安全的基因递送；以及一种microRNA衍生平台用于多靶点癌症治疗。这些方法解决了现有基因治疗的关键局限性，包括永久性基因组改变的风险、免疫反应以及癌症联合治疗的需求。

在一项发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的研究中，研究人员描述了一种通过RNA剪接调控实现精确基因调控的策略，利用一种已获临床批准的小分子。该小分子已在临床上用于其他适应症，可通过结合剪接体复合物的特定组分而被重新用于操纵剪接结果。这种结合会改变剪接平衡，促进靶向外显子的包含或排除。与改变DNA密码的基因编辑技术不同，这种以RNA为中心的方法允许可逆、可调节且更为精细的基因控制，而不会造成永久性基因组改变。改变小分子的浓度和暴露时间可实现剪接模式的分级响应，进而转化为蛋白质产生的剂量依赖性变化，并在多个基因靶点和细胞类型中得到证实。由剪接缺陷引起的遗传病，如脊髓性肌萎缩或某些类型的囊性纤维化，有望受益于这种能够恢复正常剪接模式的方法；而由异常剪接异构体驱动的癌症，也可能通过选择性切换剪接变体而提高对治疗的反应性。使用患者来源细胞的实验表明，治疗后疾病表型得到功能性恢复，正常蛋白质功能得以重建。转录组学分析显示该方法具有高度特异性，除预期基因靶点外，非预期剪接变化微乎其微；长期暴露研究表明细胞能维持活力和正常功能。

此外，密歇根大学的科学家开创了一种利用蛋白质包被纳米颗粒递送基因治疗的方法。该纳米颗粒以血清白蛋白作为包被材料，替代了mRNA疫苗和基因治疗中常用的脂质纳米颗粒——后者与炎症和肝脏毒性有关。研究团队通过将编码绿色荧光蛋白（GFP）的DNA或信使RNA封装在纳米颗粒内，成功修饰了培养于体外的多种人类细胞类型，包括肝癌细胞、肾细胞和免疫细胞。蛋白质包被能保护遗传货物，并通过潜在减少炎症反应和肝损伤来增强生物相容性。这些纳米颗粒采用电流体动力学（EHD）喷射技术制造，该技术将蛋白质与遗传物质的溶液置于高压电场中，随后用聚乙烯亚胺（一种促进内体逃逸的正电荷聚合物）进行包被。与病毒载体不同，这些蛋白质纳米颗粒递送遗传指令时不将核酸整合到宿主基因组中，从而降低了插入性突变风险。由于遗传效应是暂时的——mRNA可存留数天，而质粒DNA表达可能持续数月——治疗方案可能需要重复给药或加强剂量。研究团队设想未来在纳米颗粒内部部署CRISPR-Cas9基因编辑元件，以实现靶向、永久的基因组修饰，有望建立一次性给药即可治愈的方案。这一平台的问世正值人们对FDA批准的全身性病毒疗法可能引发感染和危险免疫反应，以及病毒载体可能意外导致继发性恶性肿瘤的担忧之际。

在胶质母细胞瘤研究中，研究人员展示了一种基于microRNA加工过程中产生的附属副产物的基因治疗平台。该平台能够携带多个功能不同的元件，这些元件在从编码它们的初级序列上被切割后变得具有生物活性。其工程化改造的唯一要求是保留Drosha切割位点，从而允许每个活性组分的正确释放，为针对疾病的多种靶向提供了一种灵活、即插即用的支架。作为概念验证，该方法在多种胶质母细胞瘤模型（成人最致命的脑癌）中得到验证，并转化为高度协同的抗肿瘤效应。这项工作是首次观察到构成microRNA基因支架部分的附属序列在其加工后仍然存在，这使得microRNA基因结构可被重新审视，作为将多种多样的多功能小非编码RNA组合引入细胞的载体。该设计还允许从较长的RNA聚合酶II驱动的序列中切割出尺寸合适的适配体结构，克服了此前适配体依赖RNA聚合酶III进行细胞内表达的限制；研究人员使用针对p50的适配体来验证这一策略。