日本理化学研究所的研究人员开发出一种突破性的技术来改变体内的蛋白质特性，从而实现癌症治疗的精准靶向性并减少副作用。他们的工作表明，药物可以引导人体的不同器官，执行量身定制的治疗作用。
研究人员率先发明了一种改变体内蛋白质特性的方法，有可能彻底改变靶向药物输送。
通过改变蛋白质标记，他们可以将癌症疗法直接导向肿瘤，确保治疗精准，副作用最小。这种方法已在小鼠身上得到验证，也表明设计出可以在不同器官发挥不同功能的药物的可能性。
突破性的蛋白质改造技术日本理化学研究所先锋研究集群 (CPR) 的科学家公布了一项突破性技术，该技术可以在体内改变蛋白质的识别身份。这项研究于10 月 2 日发表在科学杂志《自然通讯》上，展示了研究人员如何用蛋白质靶向小鼠肿瘤，然后将该蛋白质运出体外。
这意味着抗癌药物可以直接送达肿瘤，然后在卸下载荷后排出体外。该技术还有可能使多用途药物从一个器官移动到另一个器官，在每个位置发挥不同的作用。
利用修饰蛋白质治疗疾病血液中的蛋白质遍布全身，是癌症等疾病靶向治疗的理想载体。为了避免伤害非靶向组织，药物需要附着在正确的细胞上才能发挥其作用，而这需要一张复杂的分子身份证。
日本理化学研究所 (RIKEN) CPR 的 Katsunori Tanaka 领导的这项新研究重点是改变白蛋白（血液中最丰富的蛋白质）表面的识别标记，从而改变它在小鼠体内可以附着的组织。
改变蛋白质身份的关键在之前的研究中，田中团队研究了附着在白蛋白上的不同识别标记分子（称为聚糖）的癌症靶向能力。他们发现，识别模式“A”可以与人类结肠癌结合，并被运送到膀胱以通过尿液排出，而识别模式“B”使白蛋白被肝脏吸收，送往肠道并从那里排出。
演示体内身份转换这项新研究的关键创新是弄清楚如何在白蛋白到达体内目的地后改变其分子身份证。为了实现这一点，研究人员采用了化学点击释放法。首先，他们通过将识别模式“A”附着到白蛋白上来创建白蛋白-1。然后，他们设计了一种切换载体及其伴侣。切换器携带识别模式“B”，而伴侣则附着在白蛋白-1上。
当白蛋白-1上的配对蛋白在培养皿中遇到转换器时，就会发生点击释放反应——“B”标识符被点击，许多“A”标识符被释放。新的白蛋白被称为白蛋白-2，是识别模式“A”和“B”的混合体。
概念验证和未来应用在小鼠体内进行的首次概念验证实验中，他们用荧光蛋白标记白蛋白-1，然后在使用或不使用转换器的情况下将其注射到小鼠的血液中。正如预测的那样，当使用转换器注射白蛋白-1时，研究人员在肠道中观察到荧光，类似于注射白蛋白-2后观察到的情况。如果没有转换器，荧光只会在血液、膀胱和尿液中看到。
对多疾病治疗的影响在证明他们确实能够改变体内白蛋白的表面特性后，该团队接下来测试了他们是否可以将白蛋白-1送入肿瘤，然后通过肠道将其移除，模拟药物输送和移除。他们在短暂的10分钟延迟后，将白蛋白-1注射到小鼠结肠肿瘤中，使用或不使用转换器。
在这两种情况下，他们都观察到白蛋白附着在肿瘤细胞上。注射转换器后，白蛋白会改变身份，大部分会在 5 小时内从肿瘤转移到肠道。如果没有转换器，白蛋白-1 就无法到达肠道。
生物相容性药物输送的潜力新技术所使用的生物相容性反应使其特别具有吸引力，并且新技术可能会彻底改变多种疾病的治疗方法。
Tanaka 解释说：“我们的策略可以用作药物输送系统，促进治疗后药物或医用放射性核素从肿瘤中排出，从而防止可能导致不良反应的长期暴露。或者，单个“巡逻”分子可用于同时治疗多种疾病——就像电影《神奇旅程》中描绘的技术一样。”
参考文献：“小鼠体内化学驱动的糖基化蛋白易位” 2024 年 10 月 2 日，《自然通讯》。DOI：10.1038/s41467-024-51342-5
来源：日本理化学研究所
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