日本理化學(xué)研究所(RIKEN)先鋒研究小組(CPR)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，可以在體內(nèi)改變蛋白質(zhì)的識(shí)別身份。

這項(xiàng)創(chuàng)新成果發(fā)表在10月2日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上，它使研究人員能夠用一種蛋白質(zhì)靶向小鼠腫瘤，然后將這種蛋白質(zhì)運(yùn)送出體外。這意味著抗癌藥物可以直接被送到腫瘤中，然后在卸下有效載荷后從體內(nèi)排出。

這項(xiàng)技術(shù)也有可能允許多用途藥物從一個(gè)器官到另一個(gè)器官，在每個(gè)部位執(zhí)行單獨(dú)的作用。

血液中的蛋白質(zhì)遍布全身，使它們成為針對(duì)癌癥等疾病進(jìn)行靶向治療的理想載體。為了避免傷害非目標(biāo)組織，藥物需要通過附著在正確的細(xì)胞上來造成傷害，這需要一個(gè)復(fù)雜的分子ID卡。

RIKEN CPR的Katsunori Tanaka領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新研究專注于改變白蛋白(血液中最豐富的蛋白質(zhì))表面的識(shí)別標(biāo)記，從而改變它可以附著在小鼠體內(nèi)的組織。

在之前的一項(xiàng)研究中，Tanaka的團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了不同的識(shí)別標(biāo)記分子的癌癥靶向能力，這些分子被稱為聚糖，它們附著在白蛋白上。他們發(fā)現(xiàn)，識(shí)別模式“A”可以與人類結(jié)腸癌結(jié)合，并被運(yùn)送到膀胱以尿液排出體外，而識(shí)別模式“B”使白蛋白被肝臟吸收，送到腸道，并從腸道排出體外。

這項(xiàng)新研究的關(guān)鍵創(chuàng)新之處在于，它弄清楚了白蛋白到達(dá)體內(nèi)目的地后如何改變其分子身份證。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員使用了化學(xué)點(diǎn)擊釋放方法。

首先，他們將識(shí)別模式“A”附著在白蛋白上，創(chuàng)造出白蛋白-1。然后，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種交換載波及其合作伙伴。切換者攜帶識(shí)別模式“B”，而伴侶則附著在白蛋白-1上。

當(dāng)白蛋白-1的伴侶在培養(yǎng)皿中遇到切換者時(shí)，點(diǎn)擊釋放反應(yīng)發(fā)生了——“B”標(biāo)識(shí)符被點(diǎn)擊，許多“a”標(biāo)識(shí)符被釋放。這種新的白蛋白被稱為白蛋白-2，是識(shí)別模式“a”和“b”的混合體。

在小鼠體內(nèi)的第一次概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，他們用熒光蛋白標(biāo)記白蛋白-1，然后將其注射到有或沒有開關(guān)的小鼠血液中。正如預(yù)測(cè)的那樣，當(dāng)注射白蛋白-1時(shí)，研究人員觀察到腸道中的熒光，類似于注射白蛋白-2后觀察到的熒光。沒有開關(guān)，熒光只在血液、膀胱和尿液中可見。

在證明他們確實(shí)可以改變體內(nèi)白蛋白的表面特性之后，研究小組接下來測(cè)試了他們是否可以將白蛋白-1送入腫瘤，然后通過腸道將其移除，模擬藥物的輸送和移除。

他們將白蛋白-1注射到小鼠結(jié)腸腫瘤中，有或沒有開關(guān)，在短暫的10分鐘延遲后。在這兩種情況下，他們都觀察到白蛋白附著在腫瘤細(xì)胞上。注射轉(zhuǎn)換劑后，白蛋白改變了身份，大部分白蛋白在5小時(shí)內(nèi)從腫瘤轉(zhuǎn)移到了腸道。沒有這個(gè)轉(zhuǎn)換器，白蛋白-1就無(wú)法進(jìn)入腸道。

新技術(shù)使用的生物相容性反應(yīng)使其特別吸引人，新技術(shù)可以徹底改變多種疾病的治療。

Tanaka解釋說:“我們的策略可以用作藥物輸送系統(tǒng)，促進(jìn)藥物或醫(yī)用放射性核素在治療后從腫瘤中排出，從而防止長(zhǎng)時(shí)間接觸可能導(dǎo)致的不良反應(yīng)。”或者，一個(gè)單一的‘巡邏’分子可以用于同時(shí)治療多種疾病——就像電影《神奇之旅》中描述的那樣?！?/p>