美国麻省理工学院和哈佛大学达纳—法伯癌症研究所、布罗德研究所合作，利用RNA介入（RNAi）方法开发出一种RNA递送纳米粒子系统，能大大加快筛选抗癌药物标靶进程。首个小鼠试验显示，一种以ID4蛋白为标靶的纳米粒子能缩小卵巢肿瘤。相关论文在线发表于Science·Translational Medicine上。
通过对癌细胞基因组进行测序，科学家发现了大量基因变异或被删除。这对寻找药物标靶来说是个福音，但对测试标靶来说，却几乎成了不可能的任务。论文高级作者、麻省理工大学卫生科学与技术教授桑吉塔•巴蒂雅说，这种纳米粒子系统克服了抗癌药物开发中的瓶颈问题。“我们所做的是努力建设一条管线，在这里你可以测试所有的标靶，然后通过小鼠模型筛选出重要标靶。你可以用RNA介入的方法，确定想要进入临床试验的标靶的优先顺序，或者开发抵抗它们的药物。”
通常筛选出药物标靶后，下一步是通过基因技术让小鼠缺乏该基因（或该基因过度表达），观察肿瘤长出来以后它们有什么反应。但还有一种更快的方法，就是在肿瘤出现后简单地将它们关闭，RNA介入法为此提供了广阔前景。在自然的RNA介入中，RNA短链与信使RNA（mRNA）结合，负责递送怎样构建蛋白质的指令。如果mRNA被破坏，就无法造出相应的蛋白质。
自上世纪90年代末发现RNA介入以来，科学家一直在研究怎样利用这一过程来治疗癌症。但要找到一种安全有效地瞄准肿瘤的方法，尤其是让RNA进入肿瘤，还有很多困难。
在实验中，研究人员将目标集中在ID4蛋白，因为在约1/3的高侵略性卵巢肿瘤中，这种蛋白都被过度表达。该基因显示出与胚胎发育有关：它在生命早期已经关闭，不知什么原因在卵巢肿瘤中被重新激活。
他们设计了一种以ID4为标靶的RNA递送纳米粒子，能同时瞄准并进入肿瘤，这是以往的RNA介入方法做不到的。其表面标记有一种短链蛋白片断，这让它们能进入肿瘤细胞，这些蛋白片断会被拉向肿瘤细胞中一种特殊蛋白p32。研究人员还发现了许多这类片断。纳米粒子外面有一层膜，内部是RNA链与蛋白质的混合。粒子进入肿瘤细胞后，蛋白质—RNA混合物能穿过膜层进入细胞内部，开始破坏mRNA。经过对卵巢肿瘤小鼠的实验，研究人员发现，通过RNAi纳米粒子治疗，能消除大部分的肿瘤。
在潜在标靶中，有许多蛋白无法与传统药物结合，而新粒子能递送RNA短链关闭特殊基因，使科学家能继续“追捕”这些“没有可能”的蛋白。达纳—法伯研究所癌症基因组发现中心主任哈恩说：“如果这一方法能在人体内发挥作用，将再打开一类全新的药物标靶。”
联合研究的目标是开发一种“混合与剂量”技术，通过混合不同的RNA递送粒子，瞄准特殊基因。目前，研究人员正在用纳米粒子系统测试其他可能的卵巢癌标靶和包括胰腺癌在内的其他类型癌症，并在研究将ID4—标靶粒子开发为一种卵巢癌疗法的可能性。
Targeted Tumor-Penetrating siRNA Nanocomplexes for Credentialing the Ovarian Cancer Oncogene ID4
Yin Ren, Hiu Wing Cheung, Geoffrey von Maltzhan
The comprehensive characterization of a large number of cancer genomes will eventually lead to a compendium of genetic alterations in specific cancers. Unfortunately, the number and complexity of identified alterations complicate endeavors to identify biologically relevant mutations critical for tumor maintenance because many of these targets are not amenable to manipulation by small molecules or antibodies. RNA interference provides a direct way to study putative cancer targets; however, specific delivery of therapeutics to the tumor parenchyma remains an intractable problem. We describe a platform for the discovery and initial validation of cancer targets, composed of a systematic effort to identify amplified and essential genes in human cancer cell lines and tumors partnered with a novel modular delivery technology. We developed a tumor-penetrating nanocomplex (TPN) that comprised small interfering RNA (siRNA) complexed with a tandem tumor-penetrating and membrane-translocating peptide, which enabled the specific delivery of siRNA deep into the tumor parenchyma. We used TPN in vivo to evaluate inhibitor of DNA binding 4 (ID4) as a novel oncogene. Treatment of ovarian tumor–bearing mice with ID4-specific TPN suppressed growth of established tumors and significantly improved survival. These observations not only credential ID4 as an oncogene in 32% of high-grade ovarian cancers but also provide a framework for the identification, validation, and understanding of potential therapeutic cancer targets.
文献链接：Targeted Tumor-Penetrating siRNA Nanocomplexes for Credentialing the Ovarian Cancer Oncogene ID4
