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  • 产品名称:叶海峰团队开发“闻香”调控的基因治疗实现“闻香治病
  • 更新时间:2024-02-14 03:48:55 来源:AYX在线 作者:ayx最新官网下载
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产品详细信息

  试想未来的一个治疗场景:非酒精性脂肪肝慢性疾病患者每天只需要通过特制电子烟或专用雾化器定时定量吸入香气分子,就可以在体内长期表达治疗蛋白,避免了传统的注射或口服药物的治疗方式,治疗过程变得轻松无痛且依从性高。这样的治疗场景如今已不再是幻想,科学家们已在小鼠体内成功实现该设想。

  该研究成功开发了“香气分子”麝香酮(muscone)调控的基因表达精准控制系统,并将其装载在腺相关病毒(AAV)载体中(命名为AAVMUSE),实现无针无痛、患者依从性高的可控式基因疗法。以“闻香”这种便捷的方式控制治疗药物的表达释放,为临床治疗慢性疾病提供了一种全新策略。

  论文通讯作者,华东师范大学生命科学学院研究员叶海峰表示,我们利用临床批准的基因治疗载体系统提前将“基因开关”导入体内,通过“闻香”远程打开体内的“基因开关”,表达治疗蛋白。这项技术在治疗慢性疾病(如非酒精性脂肪肝病和过敏性哮喘)方面显示出潜力,为未来人类疾病的治疗提供了一种新颖的治疗策略。

  合成生物学是利用工程学的思想,对生命体进行设计改造。利用合成生物学方法,各种人工基因线路控制系统和生物传感器系统被设计开发出来。当这些控制系统与基因治疗、细胞治疗相结合,可对基因或细胞行为进行精准控制,实现智能可控的基因治疗和细胞治疗。

  叶海峰团队受中国千年香道文化的启发,基于中药材麝香的主要活性成分——麝香酮(muscone)具有迷人的香气和挥发性的特点,利用合成生物学的理念,创造性地开发出“闻香”控制的人工基因线 :AAV介导的麝香酮调控基因环路工作示意图

  鉴于麝香酮的安全性、挥发性,研究人员基于感应麝香酮的小鼠嗅觉受体MOR215-1和合成的cAMP响应的启动子(PCRE),成功构建了低背景、高诱导的麝香酮调控的基因环路(muscone-regulated gene circuit, MUSE)(图2)。体外验证结果显示,麝香酮与细胞在没有直接接触的情况下,麝香酮自身的挥发性,可以实现远程调控基因的表达。

  基因治疗载体腺相关病毒(AAV)已被美国食品和药物管理局(FDA)批准作为临床基因治疗载体,该载体安全性高,免疫原性低,体内存留时间长,血清型多,且具有组织特异性。但是AAV递送的基因会持续过量表达,产生毒副作用,基于上述问题,研究团队试图将可控式基因环路与基因治疗相结合,以实现精准基因治疗的设想。

  实验结果显示,在非酒精性脂肪性肝炎(NAFLD)模型小鼠中,AAVMUSE经AAV2/9递送至肝组织后能够精准调控ΔhFGF21产生,并实现长达28周的治疗;在过敏性哮喘模型小鼠中,AAVMUSE经AAV2/6和AAV2/lung联合递送至肺组织后能够精准控制ΔmIL-4产生, 成功预防该疾病发展。仅注射一次AAVMUSE,而后通过每周定时定量吸入麝香酮即可原位精准、持续地诱导治疗蛋白表达,达到“闻香”治疗慢性疾病的目的(图5)。

  综上,该研究中所构建的芳香小分子麝香酮调控基因环路可实现远程诱导、高效精准调控基因表达,为合成生物学提供了新的调控工具,也为可控性的基因治疗研究提供了新方法,有助于推动基因疗法在精准医学中的应用。这项研究开发的“闻香”基因疗法也为慢性疾病提供了一种无创无痛的治疗方式,为未来开发更有效、更安全、更精准的个性化疾病治疗方法奠定了基础。


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