洋氣！超聲波驅動RNA，治療胃腸道疾病

近期，來自於麻省理工學院和布萊根婦女醫院的科學家們在《Gastroenterology》期刊發表文章，展示了他們一種治療炎性腸病（IBD）的新方法。研究團隊利用超聲波技術，將沉默RNA送至結腸細胞內，成功阻止了一種致病蛋白的表達。

文章作者、麻省理工學院Koch研究所博士後Carl Schoellhammer表示：「研究的亮點在於，藉助超聲波實現分子的快速運輸。藉助這一技術，我們成功關閉了促炎分子的表達。」

將核酸分子導入細胞內，抑制或者促進靶向蛋白的表達，是治療疾病的一個潛在療法。但是如何將分子成功運輸至靶向位置呢？Koch研究所教授、布萊根婦女醫院生物醫學工程師Giovanni Traverso帶領研究團隊找到了一個相對簡單的方法。

超聲波推動RNA進入細胞

早在2015年，研究團隊就已經成功證實，超聲波能夠提高藥物進入胃腸道的運輸效率。隨後，他們將目標從藥物小分子轉向核酸大分子（例如RNA）。他們對小RNA（siRNA）很感興趣，因為它可以沉默靶向基因。

但是，RNA在消化道中很容易被分解掉，而且運輸難度更高，因為RNA需要進入細胞內部才能發揮功效。所以大多數運輸RNA分子的嘗試都熱衷於將其包裝成顆粒或者將其修改成抗核酸酶版本。

Traverso團隊發現，藉助超聲波，他們並不需要給RNA製備專門的保護外套或者對其進行化學修飾，因為它能夠快速將RNA送至細胞內。實現這一過程運用的是一種瞬態空化現象（transient cavitation）：在低頻段，超聲波使液體產生微小氣泡，即空化泡。當這些空化泡爆破時，會產生推動力，促使分子進入細胞。

研究人員運用這一原理，將siRNA送至患有炎性腸病的小鼠細胞內，成功使其抑制炎症蛋白TNFα的表達。

結果發現，接受RNA和超聲波處理的小鼠體內，TNFα蛋白表達水平下降了7至10倍，且患病小鼠的炎症幾乎消失了。超聲波處理不會造成副作用。

研究還表明，他們可以利用這一方法傳遞mRNA，一種比siRNA分子量大、編碼蛋白質表達的模板RNA。他們選擇了一個熒光蛋白基因，以驗證該技術的潛力。未來，該技術能夠用於誘導細胞生成蛋白，從而治療因缺失某種酶類而引發的疾病。

研究前景

這一最新技術不需要修飾和組裝RNA。研究人員相信，這一技術能夠應用於治療胃腸道疾病以及其他部位的缺陷。Koch研究所教授、布萊根婦女醫院生物醫學工程師Giovanni Traverso強調：「超聲波有能力傳遞大量RNA，且不需要對其進行任何修飾。」

目前，研究團隊已經成功創立了一家公司——Suono Bio，旨在進一步推動該技術的研發和應用。他們正在嘗試研發一種能夠攜帶混有藥物或者RNA的液體、且能發射超聲波的小型設備，類似於膠囊。他們希望，炎性腸病是他們的第一個治療目標。

參考資料：

Ultrasound waves propel rapid delivery of RNA to treat colon inflammation

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