约翰霍普金斯大学医学研究人员表示，他们已经成功地利用细胞的自然过程来制造蛋白质，从而将遗传指令“滑入”细胞并产生这些细胞中缺失的关键蛋白质。如果进一步的研究证实了他们的概念验证结果，科学家们可能有一种新方法可以针对可以用基因疗法治疗的各种疾病的特定细胞类型。此类疾病包括影响大脑的神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病、失明形式和一些癌症。

概念验证研究推进了提供基因治疗的潜在新方法

SethBlackshaw说，对于那些希望开发针对细胞缺乏特定蛋白质的疾病的治疗方法的人来说，精确靶向导致每个结构(例如大脑)中疾病的细胞至关重要，以安全地启动某些基因的蛋白质制造过程，博士，SolSnyder神经科学系神经科学教授，约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所成员。他补充说，不能精确针对患病细胞的疗法可能会对其他健康细胞产生意想不到的影响。

目前用于将蛋白质制造包装递送到细胞中的两种方法在动物模型和人体中的有效性差异很大。“我们希望开发一种在临床前和临床模型中广泛使用的基因表达传递工具，”Blackshaw说。

目前发送生化包裹的一种方法涉及所谓的“微型启动子”，它指导某些DNA片段的表达(蛋白质制造过程)。Blackshaw说这种方法通常无法在正确的细胞类型中表达基因。

另一种称为血清型介导的基因表达的方法涉及提供工具，这些工具可以锁定在某些类型细胞表面的蛋白质上。然而，Blackshaw表示，这种方法仅针对一种类型的细胞的能力是偶然的，即使在动物模型中成功测试后，它们也常常无法在人体中发挥作用。

10月1日在NatureCommunications上描述的当前原理验证研究源于约翰霍普金斯大学病理学助理教授JonathanLing博士之前的研究，他发表了描绘各种细胞类型如何使用可变剪接的“地图”信使RNA是DNA的近亲，用于构建基因模板，在细胞中产生一组不断变化的蛋白质。更改取决于单元格的类型和位置。细胞通常使用可变剪接来改变细胞可以制造的蛋白质类型。

Ling的地图描绘了细胞切割内含子或信使RNA的外来部分并仅留下实际表达或制造蛋白质的遗传物质或外显子的信息部分的模式。

然而，内含子通常非常大——有时有数百万个碱基对长且太大而无法在目前可用的基因表达传递系统中进行包装。Ling发现大约20%的选择性剪接模式包含足够小的内含子DNA片段，可以打包到Blackshaw想要测试的基因表达传递系统中。

幸运的是，就其目的而言，小鼠和人类DNA中的可变剪接模式相似，因此可能适用于临床前研究和临床应用。

Blackshaw和Ling与当时的博士后研究员、现在是塔夫茨大学的助理教授AlexeiBygrave一起制作了可以通过良性病毒递送到细胞中的选择性剪接信使RNA包。他们将封装命名为SLED，用于拼接连接的表情设计。

当包裹滑入一个单元格时，它会在那里打开。由于SLED系统没有自然地整合到基因组中，研究小组添加了基因“启动子”，这些“启动子”可以激发包装好的SLED产品中的蛋白质生产。

约翰霍普金斯大学医学院的研究人员为实验室培养的兴奋性神经元和光感受器构建了SLED系统，并且能够在大约一半的时间内仅在这些细胞类型中产生蛋白质。当前的微型启动子系统通常在大约5%的时间内将蛋白质置于正确的位置。

该团队还将SLED包装注射到视网膜中的光感受器缺乏功能性PRPH2基因的小鼠体内，这会导致视网膜色素变性，这是一种影响视网膜的疾病。研究小组发现证据表明，SLED包装有助于在处理过的小鼠的光感受器中产生PRPH2蛋白。

在实验室培养的人类眼部黑色素瘤中，科学家们仅将SLED包裹递送到缺乏SF3B1基因的黑色素瘤细胞中。SLED包装释放了产生RNA的蛋白质，使黑色素瘤细胞死亡。

Blackshaw说，SLED系统的最大潜力可能是与其他基因传递系统相结合，他的实验室正在研究使内含子小型化以将更大尺寸的内含子容纳到SLED系统中的方法。

Blackshaw和Ling已经申请了涉及SLED技术的专利。