研究称细胞存在未知“快递系统”,或为RNA与基因治疗递送打开新通道

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都柏林大学学院(UCD)研究人员报告称,细胞内可能存在一种此前未被识别的生物信息传递“快递系统”,能够在细胞间运送连贯的生物信息,并具备进入天然(内源性)通道的能力,从而抵达传统递送方式难以触及的生物位置。相关研究已发表在《自然材料》。

该研究由都柏林大学学院生物纳米相互作用中心(CBNI)团队牵头。研究人员发现,当某些纳米颗粒进入细胞后,其中一小部分会发生意外转变,获得一种被称为“凝聚物冠层”的涂层。研究指出,这种致密且稳定的液滴状涂层由细胞自身的蛋白质和RNA构成,而RNA是参与调控细胞运作与自我调节的分子。研究团队认为,这一涂层的关键特征在于其携带了一个“小型生物程序”。

首席作者、都柏林大学学院生物分子与生物医学科学学院副教授严岩表示,通过进入这些天然通道,或可将功能性生物分子的“工具包”——例如扩展的纠正信息——直接运送至细胞内此前难以触及的区域,并跨越生物屏障,从而在提升RNA、基因和蛋白质疗法效果的同时提高安全性。

在对信息传递过程的追踪中,研究人员称,当这些信息液滴从细胞释放后,他们利用其内嵌的微小磁体对其进行捕获,从而阻止其继续向其他细胞传递信息。由于信息在捕获过程中保持完整,研究人员得以读取并理解其传递方式。

研究还显示,这些携带“凝聚物冠层”的颗粒进入新细胞后,涂层会脱落,并且能够以较高效率逃避细胞的降解系统,使所携带的蛋白质与RNA进入目标细胞并融入其内部过程。研究人员进一步证明,这些被转移的分子仍保持活性,意味着其可直接影响受体细胞的功能。

CBNI主任、首席作者肯尼斯·道森教授表示,研究团队长期认为体内存在天然快递与通道,使特殊且极小的颗粒能够在生物体内进行通信。他同时指出,越来越多证据表明,当这一信息传递系统出现异常时,可能与肿瘤转移的促进有关,但由于体内颗粒类型繁多,识别有用颗粒及其机制一直较为困难。

道森称,研究团队在获得“原型”后,得以破解相关通信并理解细胞间共享生物信息的方式,随后开始尝试通过同一系统发送研究人员“自己的信息”。他表示,这些发现为向体内目前难以触及的位置发送具有治疗意义的生物信息提供了新的蓝图。

研究由道森与严岩共同领导,并与都柏林大学学院其他研究人员合作完成。


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