摘要： 纳米粒子递送短链RNA可以关闭故障基因的表达,为治疗癌症和其他疾病提供了一个方法.麻省理工学院(MIT)的一项新研究阐明了纳米粒子的命运,并提出了可以最大化RNA短链（干扰RNA）递送效率的新方法.相关结果被发表在Nature Biotechnology上.
纳米粒子递送短链RNA可以关闭故障基因的表达，为治疗癌症和其他疾病提供了一个方法。虽然这一方法显示出了一定的潜力，但是科学家们一直没能准确的说明纳米粒子一旦进入靶细胞，它们会发生什么。麻省理工学院(MIT)的一项新研究阐明了纳米粒子的命运，并提出了可以最大化RNA短链（小分子干扰RNA）递送效率的新方法。
MIT的化学工程学副教授Daniel Anderson说：“我们已经能够开发出纳米粒子来有效的递送分子到细胞内，但是我们还不知道它们是怎样作用的。一旦知道了它的作用方式，你就能随意的修补这一系统，使它更好的工作。”
Anderson是MIT的Koch综合癌症研究中心的成员，也是MIT医学工程和科学研究所的成员，他所带领的研究小组检测了纳米粒子及其所携带的药物在细胞水平以及亚细胞水平是如何被处理的。他们的这项新发现被发表在6月23日的 Nature Biotechnology上。Koch研究所的Robert Langer教授是这篇文章的另一作者。
RNA递送方法之一是用类脂材料包裹RNA链，这是大有前途的，类似的粒子现正在进行临床开发，以治疗肝癌和其他疾病。
通过一种名为RNA干扰的过程，小分子干扰RNA(siRNA)能够靶向携带基因指令的mRNA。当siRNA结合mRNA时，mRNA携带的信息就会被破坏。对这一过程的探索使科学家们能够关闭一些导致癌细胞无限增殖的基因。
科学家们已经知道，装载siRNA的纳米粒子通过一个被称为内吞作用的过程进入细胞。内吞作用可以使细胞吞食大的分子。MIT研究小组发现，纳米粒子一旦进入细胞，就会被困在内吞作用囊泡里，这阻止了大部分siRNA到达它们的靶标mRNA。
即使利用最有效的siRNA递送材料，这种情况也会发生，暗示我们还有很大的空间来提高siRNA的递送效率。
Anderson说：“我们相信，这些粒子能够被制作的更有效。它们已经很有效了，以至于在每千克动物中，只要几微克的药物就可以发挥作用。但是这类的研究还是为我们促进这些粒子的效力提供了线索。”
分子交通堵塞
研究人员发现，一旦细胞吸收了脂类-RNA纳米粒子，就能在大约1小时内降解它们，并将它们排到细胞外。
他们还确定了一种名为Niemann Pick type C1(NPC1)的蛋白质，它是纳米粒子回收过程的主要作用因子之一。如果没有这种蛋白，这些粒子就不能被排到胞外，这使得siRNA能有更多的时间到达它的靶标。文章的主要作者、MIT的博士后Gaurav Sahay说：“NPC1不存在时会发生交通堵塞，这样siRNA有了更多的时间来逃避这一堵塞。”
在没有NPC1的体外培养细胞中，RNAi导致的基因沉默水平是正常细胞中的10-15倍。
NPC1的缺失还会导致溶酶体贮积障碍，这也可能极大的促进了由这类纳米粒子作为载体的RNAi疗法。
他们正计划研究动物体内NPC1基因的敲除对siRNA递送效率的影响。另外，他们还将寻找其他参与纳米粒子回收的粒子，以便发现可能减缓或阻碍回收过程的好的靶标，他们相信这些分子可能会帮助RNA干扰药物变得更强大。可能采取的方法包括利用药物干扰纳米粒子的回收，或者创造能更有效逃避回收过程的纳米粒子材料。未参与研究的英属哥伦比亚大学教授Pieter Cullis评论到：“这篇文章描述了一个新的极其重要的方法，它通过抑制回收输入材料的蛋白质来促进siRNA递送系统的效力。这种方法对siRNA递送效力的促进程度可能达到数量级水平。”
参照阅读：
Enhancing RNA interference.
参照文献：
Efficiency of siRNA delivery by lipid nanoparticles is limited by endocytic recycling. Nature Biotechnology,2013,doi:10.1038/nbt.2614.
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