一种常用的 mRNA 医学开发方法侧重于消除有害的 mRNA。相反,稳定有益的 mRNA 仍然是一个重大障碍。然而,一个研究团队成功解决了这个问题,创造了第一个能够防止 mRNA 去腺苷酸化并由此阻止其降解的化合物。
基于 mRNA 的治疗和疫苗现在被视为对抗绝症的有希望的途径。创建信使 RNA (mRNA) 治疗的传统方法涉及靶向和摧毁与疾病相关的 mRNA。同时,稳定支持健康的 mRNA 仍然是一个强大的挑战。由彼得·’特·哈特领导的钱姆斯基分子生理学研究所化学基因组中心的团队迎接了这个挑战,设计出了第一种阻碍 mRNA 去腺苷酸化过程并防止其降解的活性物质。这项研究为开发新的以 mRNA 为中心的疗法奠定了坚实的基础,并为生物学家提供工具,以深入了解 mRNA 降解机制。
mRNA 从细胞核将产生蛋白质所必需的细胞信息——化学指令——运输到细胞质中。一旦 mRNA 向细胞质中的蛋白质合成机械传递了其内容,它就变得不再必要,并被外切酶降解。mRNA 在细胞质中的存在时间直接影响合成的蛋白质数量——无论是有益的还是有害的。调整 mRNA 水平是蓬勃发展的基于 RNA 的疗法中的一个关键策略。
保护信使的策略
由彼得·’特·哈特领导的团队引入了一种新方法,通过保护 mRNA 防止降解来延长其存在期限。由于 mRNA 本身并不耐用,如果没有分子帽保护其末端,它将提前解体。mRNA 的 3′ 端具有一个多腺苷酸尾,通常长约 200 个核苷酸。然而,这种保护机制的寿命有限——mRNA 的平均半衰期仅约 7 小时。在去腺苷酸化过程中,结合 mRNA 的蛋白质靶向 mRNA,并将其连接到一个称为 CCR4-NOT 的蛋白质复合体上,该复合体系统地去除腺苷核苷酸。此时,研究人员的创新策略发挥了作用。他们利用 mRNA 结合蛋白的结构设计了一种大型肽,能够阻碍 CCR4-NOT 复合体与目标 mRNA 的相互作用。然而,大型肽在穿越细胞屏障方面面临挑战,而这一点对于它们潜在的治疗用途至关重要。通过阐明肽-抑制剂复合物与目标的三维结构,化学家们能够修饰该化合物,提高其渗透细胞的能力。
增强有益蛋白质的稳定性
科学家们进一步展示了他们策略在细胞检测中的有效性。将该肽应用于细胞后,稳定了两种有前景的健康相关蛋白的多腺苷酸尾:一种是可能对癌症结果产生积极影响的肿瘤抑制因子,另一种是可能有助于应对各种与年龄相关的疾病的核受体。’特·哈特指出:“通过阻碍其去腺苷酸化来保护有益的 mRNA 的想法仍然相对未被开发。由于这个过程影响几乎所有的 mRNA,抑制它可能会导致针对以前对其他治疗方法抵抗的问题新药物的产生。”他的团队目前正专注于开发针对去腺苷酸化过程其他组分的额外抑制剂。