Nature：重大發現！古老的RNase III抗病毒防禦系統有望引發RNA治療變革

圖片來自Vossman/ Wikipedia

2017年7月4日/生物谷BIOON/---儘管人類主要依賴更加複雜的更加強大的抗病毒防禦系統，但是早期的生命形式在十億年前形成的讓它們自己抵抗病毒感染的原始防禦系統仍然能夠在人細胞中發現到。如果科學家們能夠設計出有益的病毒，讓這些病毒利用這種古老的系統直接運送藥物到患病組織中，那麼這種系統儘管比較簡單，但可能成為下一個精準醫療時代的基礎。

在一項新的研究中，美國西奈山伊坎醫學院病毒工程治療與研究中心主任、菲什伯格醫學教授Benjamin R. tenOever博士領導的一個研究團隊從最初出現的原核生物（由單個細胞組成的簡單有機體，沒有細胞核和線粒體）開始追蹤了三代抗病毒防禦系統的進化。他們說，一種似乎可行的方案是設計自我複製的RNA（self-replicating RNA），讓它們利用這種原本用來讓細胞免受病毒感染的古老系統，將藥物運送到患病組織中。通過利用這種原始的系統，RNA能夠經改造後具有病毒的特定性質，而且不用產生人體內不受歡迎的免疫反應。相關研究結果於2017年6月28日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「RNase III nucleases from diverse kingdoms serve as antiviral effectors」。

tenOever博士說，「這一發現揭示出生命如何進化和病原體能夠對這種進化過程施加的影響。我們的古老的細胞祖先不得不進化抵抗病毒的方法。當病毒進化時，這些抗病毒防禦系統也會發生進化。」

「我們如今能夠利用這種古老的抗病毒系統的存在來構建治療性載體或者說RNA，從而能夠比之前更加精確地實現新的治療目標。這包括將基因、蛋白或其他的治療性分子直接運送到靶組織中。」

為了實現這一點，tenOever博士和他的團隊不得不從最初出現的原核生物開始追蹤了三代抗病毒防禦系統。

他們說，第一代抗病毒防禦系統起出現在僅被一類由DNA組成的病毒感染的細胞中。在這些細胞中，生命的一些基礎的構成單元（如酶）參與修剪在許多至關重要的細胞過程中發揮作用的特殊RNA。本質上，這種修剪工具是一類被稱作核糖核酸酶IlI（RNase III）的蛋白剪刀。tenOever博士說，它們用於很多細胞功能中，但是當真核生物（更加複雜的細胞，具有細胞核和線粒體）和RNA病毒出現時，它們被改編為一種抗病毒防禦系統，即具有獨特的靶向RNA的抗病毒活性。

病原體與人體（以及其他生命形式）之間的鬥爭在不斷激化，抗病毒防禦非常快地進化，從而使得這種簡單的基於RNase III的防禦系統很快地失去作用。在這時，多種其他的防禦系統（兩種主要的抗病毒防禦系統是抗病毒RNA干擾和干擾素系統）已進化出，最終導致如今在使用的干擾素系統產生。tenOever博士說，「不同於RNase III防禦系統，這種干擾素系統是基於蛋白的而不是基於RNA的，這就使得好幾十萬種不同的組分都試著以不同的方式抵抗病毒，但是這些系統之間仍然存在直接的進化關聯性。所有在這些系統中發揮主要作用的組分彼此間存在關聯，而且這種古老的RNase III防禦系統仍然少量地存在於我們的細胞中。一般而言，生命從不會發明新的東西，僅是將舊的東西進行用途改用。」

他如今正在研究的這種平台利用工程病毒或簡單的自我複製的RNA作為研究對象，它們對這種RNase III防禦系統特別敏感。tenOever團隊認為他們能夠控制RNA或人造病毒對這種防禦系統的敏感性，這樣它們就有足夠的時間運送所需的基因或治療性生物製劑藥物。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

Lauren C. Aguado, Sonja Schmid, Jared May et al.RNase III nucleases from diverse kingdoms serve as antiviral effectors.Nature, Published online 28 June 2017, doi:10.1038/nature22990

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