2024-07-23 ノースウェスタン大学
北西大学の新しい研究では、細胞の独自の輸送システムを利用して、エンジニアリングされたタンパク質を特定の病気の細胞に効果的に届け、遺伝子発現を変えることに成功しました。研究チームは細胞膜の特定構造に向かうタンパク質を使用し、これによりタンパク質が容器に付着する可能性を高めました。この手法は生物薬品の標的デリバリーの道を開くとされています。
◆この研究は、北西大学の合成生物学センターの2つの研究室の協力により行われました。研究者たちは、細胞膜上のリピッドラフトと呼ばれる構造に着目し、これを利用してタンパク質を細胞外小胞(EV)に効率的に積み込む方法を発見しました。この方法により、タンパク質の積載量が最大240倍に増加しました。
◆実際の応用例として、チームは転写因子というタンパク質を細胞外小胞に積み込み、他の細胞に送り届け、その遺伝子発現を変えることに成功しました。研究は、免疫療法や再生医療への応用が期待されています。
<関連情報>
- https://news.northwestern.edu/stories/2024/july/transporting-cargo-bodys-own-delivery-system/
- https://www.nature.com/articles/s41467-024-49678-z
タンパク質と脂質の相互作用を工学的に制御することで、細胞外小胞への荷物の充填と機能的送達を強化する Enhancing extracellular vesicle cargo loading and functional delivery by engineering protein-lipid interactions
Justin A. Peruzzi,Taylor F. Gunnels,Hailey I. Edelstein,Peilong Lu,David Baker,Joshua N. Leonard & Neha P. Kamat
Nature Communications Published:04 July 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-49678-z
Abstract
Naturally generated lipid nanoparticles termed extracellular vesicles (EVs) hold significant promise as engineerable therapeutic delivery vehicles. However, active loading of protein cargo into EVs in a manner that is useful for delivery remains a challenge. Here, we demonstrate that by rationally designing proteins to traffic to the plasma membrane and associate with lipid rafts, we can enhance loading of protein cargo into EVs for a set of structurally diverse transmembrane and peripheral membrane proteins. We then demonstrate the capacity of select lipid tags to mediate increased EV loading and functional delivery of an engineered transcription factor to modulate gene expression in target cells. We envision that this technology could be leveraged to develop new EV-based therapeutics that deliver a wide array of macromolecular cargo.
