“細(xì)胞‘工廠’能夠生產(chǎn)患者缺失的生命物質(zhì),比如胰島素等。但‘工廠’合成蛋白質(zhì)需要一定時(shí)間?!苯?,華東師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、上海市調(diào)控生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授葉海峰告訴科技日報(bào)記者,為滿足臨床的即時(shí)性要求,該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種人工定制細(xì)胞快速開機(jī)“外掛”系統(tǒng)(PASS系統(tǒng)),可縮短治療性蛋白質(zhì)產(chǎn)生的時(shí)間。
《自然》子刊《自然·化學(xué)生物》日前刊登了這一成果,并配發(fā)行業(yè)專家評論:多功能PASS系統(tǒng)采用了巧妙的模塊設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了治療性蛋白質(zhì)的快速、精準(zhǔn)分泌,是推進(jìn)下一代智能細(xì)胞療法走向臨床應(yīng)用的重要工具。
據(jù)介紹,對一些急性發(fā)作的疾病,例如哮喘、心絞痛等,定制細(xì)胞如果需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天才能表達(dá)釋放出足量的治療性蛋白質(zhì),將無法達(dá)到治療要求?!拔覀兿M宰羁斓乃俣全@得治療性蛋白質(zhì)?!比~海峰說,團(tuán)隊(duì)為此嘗試跳過其中最耗費(fèi)時(shí)間的環(huán)節(jié)——表達(dá)蛋白環(huán)節(jié)。
論文第一作者、華東師范大學(xué)博士研究生王欣怡介紹,團(tuán)隊(duì)將足量治療性蛋白質(zhì)提前生產(chǎn)好,儲存在細(xì)胞的某個(gè)“倉庫”中。只要控制“倉庫”門打開,就可以實(shí)現(xiàn)對治療性蛋白質(zhì)的可控快速釋放?;诖?,團(tuán)隊(duì)將目的蛋白和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)回收信號融合表達(dá),并在其間嵌入一段可以被蛋白酶識別的肽鏈。當(dāng)這個(gè)“鏈子”被蛋白酶水解切除時(shí),錨定在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的治療性蛋白質(zhì)就會迅速釋放到細(xì)胞外。
據(jù)介紹,研究人員通過調(diào)控蛋白水解酶的活性,設(shè)計(jì)構(gòu)建了三種精準(zhǔn)可控的蛋白質(zhì)快速釋放系統(tǒng),分別為臨床藥物小分子調(diào)控的蛋白質(zhì)快速釋放系統(tǒng)、響應(yīng)腫瘤抗原的殺傷蛋白快速釋放系統(tǒng)以及光誘導(dǎo)調(diào)控的蛋白質(zhì)快速釋放系統(tǒng)。
論文表明,只需要光照15分鐘,1型糖尿病模型小鼠的血糖就會下降。葉海峰說,“倉庫”里如果裝入降壓肽、止疼肽等,也可以用來治療高血壓、慢性炎癥性疼痛的疾病模型小鼠。
葉海峰表示,該研究將治療性蛋白質(zhì)的響應(yīng)速度提升到分鐘級別,可為基礎(chǔ)生物學(xué)研究和基因、細(xì)胞治療提供切實(shí)可行的治療性蛋白質(zhì)瞬時(shí)遞送新方案。(記者 張佳星)