科研

黑科技:用于癌症免疫治疗的基因电路

一提到电路,人们自然会想到的是电子电路,从大的电路板,到纳米级的IC集成电路。

现在,更小的基因电路诞生了。

近日,Timothy Lu教授在《Cell》杂志发文,提出了基因电路理论,设计了用于癌症免疫治疗、基于合成RNA的免疫调节基因电路。

这是基因技术领域一大突破。

在物理电路原理中有一个"与门"的概念,AND和, A AND B,只有当条件A和B同时成立的时候,事件才会被触发。

本研究的主要负责人Timothy Lu教授,图片来源:MIT

利用这个原理,Timothy Lu教授设计了一套病毒递送的基因表达体系。

癌细胞与正常细胞的基因表达图谱是不同的。研究人员从头设计合成了肿瘤特异性启动子,仅针对启动癌细胞基因表达,而不会启动正常细胞。

然后科研人员利用病毒载体将基因电路传送给细胞,如果是癌细胞,合成的启动因子就会与肿瘤细胞的特定活跃蛋白结合,两个启动因子相互作用,符合条件,打开基因电路启动开关,才产生组合免疫调节输出。

这些输出包括免疫原性细胞表面蛋白STE、细胞因子CCL21、趋化因子IL12和检查点抑制剂抗体anti-PD1。这就等于对外公开宣布,“癌细胞在这里,快来杀啊!”。这就为T细胞指明了方向。

T细胞就会根据这些提示,找到并杀死癌细胞。

Lu教授的基因电路设计,图片来源:《细胞》

尽管已经有一些临床试验成功案例,肿瘤免疫治疗还是受限于稀少的靶向肿瘤特异性抗原、肿瘤介导的免疫抑制和免疫调节用药引发的毒性作用,

Timothy Lu教授提出的免疫基因电路平台概念,允许免疫刺激肿瘤特异性表达,克服了这些限制。

在体外实验,该电路触发选择性T细胞介导杀伤肿瘤细胞,而不是正常细胞。在体内药效试验中,慢病毒电路递送使肿瘤显著减少,延长了小鼠存活时间。

该设计能带动更多的免疫调节剂,有可能治疗其他癌症,以及其他需要精准的免疫治疗的疾病。

参考文献:

Synthetic RNA-Based Immunomodulatory Gene Circuits for Cancer Immunotherapy

Lior Nissim9, Ming-Ru Wu9, Erez Pery, Adina Binder-Nissim, Hiroshi I. Suzuki, Doron Stupp, Claudia Wehrspaun, Yuval Tabach, Phillip A. Sharp, Timothy K. Lu10,'Correspondence information about the author Timothy K. Lu

来源:美格生物

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