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測序周報 · 科研篇丨《自然》子刊:新型RNA納米技術在癌症治療領域現曙光


測序中國本周關注圖片來源:N N月日,最新發表於N N雜誌上的一項研究中,來自美國的一個科學家小組小組帶來了納米技術領域的一項突破成果。研究稱,將抗體樣(-)RNA納米粒子嵌附到微囊泡(...

- 2018年5月28日01時24分
- 【測序中國】

測序中國

本周關注

圖片來源:Nature Nanotechnology

12月11日,最新發表於Nature Nanotechnology雜誌上的一項研究中,來自美國的一個科學家小組小組帶來了納米技術領域的一項突破成果。研究稱,將抗體樣(antibody-like)RNA納米粒子嵌附到微囊泡(microvesicle)中能夠特異性地遞送有效的RNA療法到癌細胞中。

先前瓶頸

使用siRNA(small interfering RNA)和RNA干擾技術的療法正在改變癌症治療,但由於一直沒有辦法將這類藥物直接輸送到人體內的癌細胞中,因此,評估這些藥物的臨床試驗一個接一個地失敗了。此外,即使這些藥物能到達並進入癌細胞,但它們容易被困在稱為核內體(endosome)的細胞內部囊泡中,導致療效降低,甚至失效。

郭培宣教授

攻克難題

在這項新研究中,論文的通訊作者、俄亥俄州立大學首席講座教授、深圳宣澤生物全球首席科學顧問郭培宣教授團隊解決了兩個主要的問題:1)將治療劑通過囊泡(vesicles)靶向遞送至腫瘤細胞中;2)在包含治療劑的囊泡進入癌細胞後,使其能夠躲過核內體的「捕獲」。

具體來說,研究中,郭教授和他的同事們設計出了一種攜帶抗體樣RNA分子的胞外囊泡(extracellular microvesicles)。這類抗體樣RNA分子被稱為適配體(aptamer),可與癌細胞過表達的表面標誌物相結合:

1)為了抑制攝護腺癌,囊泡被設計成與攝護腺特異性膜抗原(prostate-specific membrane antigen,PSMA)特異性結合;

2)為了抑制乳腺癌,囊泡被設計為與表皮生長因子受體 (EGFR)特異性結合;

3)為了抑制人類來源的結腸直腸癌移植,囊泡被設計成特異性結合葉酸受體。

此外,所有的囊泡都載有用於下調survivin基因的siRNA。該基因抑制了細胞凋亡,並在多種癌症類型中過表達。

關鍵結果

最終,科學家們得到了以下3點關鍵發現:

第一,靶向PSMA的囊泡在動物模型中完全抑制了攝護腺癌生長,並沒有被觀察到毒性作用;

第二,靶向EGFR的囊泡在動物模型中有效抑制了乳腺癌生長;

第三,靶向葉酸受體的囊泡在動物模型中顯著抑制了移植自結腸癌患者的腫瘤生長。

未來前景

對於這項成果,郭培宣教授表示:「總體而言,我們的研究表明RNA納米技術可以用於設計天然的胞外囊泡,使之特異性地將siRNA遞送至癌細胞中。」

目前,研究者們正在努力將這一技術轉化為臨床使用。此外,科學家們認為,該研究有望促進siRNA、microRNA和其他RNA干擾技術用於新一代抗癌藥物的開發。

參考資料:

1. Researchers Invent Novel RNA Nanotech to Decorate Exosomes for Effective Cancer Therapy

本周科研進展

1.為彌補攝護腺癌臨床基因檢測指導方針的空白,Thomas Jefferson大學泌尿科主任Leonard Gomella和Sidney Kimmel癌症中心臨床主任Leonard Gomella共同組織了一個共識專家小組。12月13日,共識小組最終提出了一個評估攝護腺癌遺傳信息的工作框架,該指南共識已在Journal of

Clinical Oncology雜誌在線發表。據悉,這是首部針對遺傳PCA基因檢測評估框架提出的綜合性、多學科的共識。

2. 近日,來自麻省總醫院的研究者們發現了一類罕見的基因突變,或許能夠解釋罕見的神經紊亂疾病—「X染色體相關張力失常引發的帕金森症(XDP)」的發病原因。XDP患者主要有兩類病徵:張力失常以及帕金森症。這一發現發表在最近一期的PNAS雜誌上,文章作者是來自麻省總醫院神經學系的Nutan Sharma醫生、Cristopher Bragg醫生以及Laurie

Ozelius醫生。

3. 近日,加州大學聖地亞哥分校張鵾教授團隊在Nature

Biotechnology上發表了一個基於全新單細胞核測序方法的成年人腦第二代單細胞圖譜。研究團隊克服了樣本的限制,使該方法可以應用於新鮮或凍存的腦組織,實現了凍存組織的大規模單細胞檢測,且不受組織細胞解離的影響。另外,這項研究的一個創新之處在於結合了兩種新一代高通量單細胞技術,不僅能利用轉錄組學分析鑑定不同功能的細胞類型,還能通過表觀遺傳特徵更好地描述這些表達譜是如何調節或維持的,從而提供一個更全面的單細胞圖譜。

4.12月7日,The New England Journal of

Medicine雜誌報導了使用基因療法SPK-9001治療血友病的1/2期臨床試驗中期數據。根據報導,接受治療的10名患者中有9名沒有出血。單次治療18個月後,患者體內的因子IX水平中值為正常數值的34%。更重要的是,10位患者中的8位不再需要每隔幾天進行IX因子注射。而在安全性上,SPK-9001沒有引起嚴重的副作用,沒有一名患者在治療後出現血栓,也沒有患者發生對因子IX產生抑制的情況,表明該基因療法治療血友病取得了第一個明顯的成功。

5.12月9日,中國林業科學研究院經濟林研究開發中心杜紅岩團隊、烏雲塔娜團隊聯合中國熱帶農業科學院橡膠研究所李德軍研究員團隊及山東貝隆杜仲生物工程有限公司高瑞文高級工程師團隊合作完成杜仲基因測序,相關成果發布於《分子植物》。該研究首次獲得了杜仲高質量基因組序列並解析了杜仲環境適應及膠生物合成機制,對杜仲生物學研究、良種培育、種植及產業鏈形成具有重要意義。

6. 12月11日,研究人員在《自然—生態學與進化》雜誌上報告了袋狼的完整基因組。此項工作為了解袋狼的衰退及其同遠親——犬科成員的驚人相似性提供了線索。遺在最新研究中,由墨爾本大學發育遺傳學家Andrew Pask領導的團隊通過對1個月大袋狼的組織進行取樣,獲得了更長的核基因組。

7.現有的影像學技術難以檢測到微小的癌病變,也無法察覺到早期的癌轉移。為了突破難關,來自於羅格斯大學的科學家們研發出一種新型納米顆粒,可以實時追蹤腫瘤發生和轉移。12月12日,《Nature Biomedical Engineering》期刊於在線發表一篇文章揭示了這一最新研究成果,有望助力早期癌症檢測和更精準的抗癌治療,從而改善患者的生存時間和質量。

8.本周,最新發表在PNAS雜誌上一篇論文力證了一個觀點,人類DNA中的天然差異可能會削弱CRISPR技術精準編輯人類基因組的能力。而這些發現也為「用基因編輯技術治療人類疾病」提出了「警告」。該研究發現,人與人之間的基因差異可能會削弱基因編輯的有效性,在某些情況下,還會導致十分危險的脫靶效應。

新發表文章

新技術

1. CAMSA: a tool for comparative analysis and merging of scaffold assemblies.Aganezov SS et al. BMC Bioinformatics. 2017 Dec 6

2. A deep learning method for lincRNA detection using auto-encoder algorithm.Yu N et al.BMC Bioinformatics. 2017 Dec 6

3. A divide-and-conquer algorithm for large-scale de novo transcriptome assembly through combining small assemblies from existing algorithms.Sze SH et al.BMC Genomics. 2017 Dec 6

4. Machine Learning for Classifying Tuberculosis Drug-Resistance from DNA Sequencing Data.Yang Y et al.Bioinformatics. 2017 Dec 12.

動物

1. Genome-wide analysis of circular RNAs in prenatal and postnatal muscle of sheep.Li C et al.Oncotarget. 2017 Oct 12

2. RNA-seq reveals transcriptome changes in goats following myostatin gene knockout.Wang L et al.PLoS One. 2017 Dec 11

植物

1. Wheat genetic resources in the post-genomics era: promise and challenges.Rasheed A et al.Ann Bot. 2017 Dec 12.

2. Biochemical and transcriptomic analyses of drought stress responses of LY1306 tobacco strain.Yang H et al.Sci Rep. 2017 Dec 12

3. Transcriptomic Profiling and Physiological Responses of Halophyte Kochia sieversiana Provide Insights into Salt Tolerance.Zhao L et al. Front Plant Sci. 2017 Nov 24

微生物

1. Diversification of Type VI Secretion System Toxins Reveals Ancient Antagonism among Bee Gut Microbes.Steele MI et al.MBio. 2017 Dec 12

2. Phylogenetics of a Fungal Invasion: Origins and Widespread Dispersal of White-Nose Syndrome.Drees KP et al.MBio. 2017 Dec 12;

3. The complete genome sequence of the rumen bacterium Butyrivibrio hungatei MB2003.Palevich N et al.Stand Genomic Sci. 2017 Dec 4

腫瘤

1. Oncogenic Role of THOR, a Conserved Cancer/Testis Long Non-coding RNA.Hosono Y et al.Cell. 2017 Dec 14

2. Biological and therapeutic implications of multisector sequencing in newly diagnosed glioblastomas.Mahlokozera T et al.Neuro Oncol. 2017 Dec 13.

3. A 29-gene and cytogenetic score for the prediction of resistance to induction treatment in acute myeloid leukemia.Herold T et al. Haematologica. 2017 Dec 14.

4. Genome-wide Discovery of a Novel Gene-expression Signature for the Identification of Lymph Node Metastasis in Esophageal Squamous Cell Carcinoma.Sonohara F et al.Ann Surg. 2017 Dec

12.

5. Prediction of pancreatic cancer risk and therapeutic response with next-generation sequencing.Kyrochristos ID et al.Biomark Med. 2017 Dec 13.

6. Integrated molecular characterization of the lethal pediatric cancer pancreatoblastoma.Isobe T et al.Cancer Res. 2017 Dec 12.

7. Estimation of immune cell content in tumour tissue using single-cell RNA-seq data.Schelker M et al.Nat Commun. 2017 Dec 11

其他

1. Cdkn2a deficiency promotes adipose tissue browning.Rabhi N et al.Mol Metab. 2017 Dec 1.

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