来自中山大学、科学技术大学和哈佛医学院的研究人员在新研究中开发出了一种新型的分子传递平台，利用该平台可克服当前将基于RNA的基因沉默技术用于癌症**的一个重要障碍：确保**能到达正确的位点并在该处停留。这一研究成果在线发布在4月18日的《科学转化医学》(Science Translational Medicine)杂志上。
来自中山大学孙逸仙纪念医院乳腺癌中心的宋尔卫(Erwei Song,)教授，科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室的王均(Jun Wang)教授以及哈佛医学院波士顿儿童医院的Judy Lieberman博士为这篇文章的共同通讯作者。
在这篇文章中，研究人员构建的这一新平台是由一段抗体片段和一个包装肽组合而成，利用它研究人员成功地稳定并将基于RNA的分子传递到了乳腺癌小鼠模型肿瘤处，阻止了肿瘤生长和转移。
约有20%的乳腺癌细胞表面表达一种称为HER2的蛋白，这类乳腺癌通常具有高度侵袭性。随着诸如曲妥珠单抗(trastuzumab ，商品名为Herceptin®)和拉帕替尼(lapatinib ，商品名为Tykerb®)一类的靶向**物出现，它们也开始取得了良好的**效果。然而那些耐受曲妥珠单抗、复发性的，或不表达HER2的乳腺癌目前却仍然难于**。
为了开发出乳腺癌的其他靶向性**策略，Lieberman与宋尔卫将研究焦点转向了一种称为RNA干扰 (RNAi) 的分子现象。RNAi是指通过小干扰RNAs(sirnas)这类小片段RNA沉默个别基因表达的现象。初科学家们在植物中观察到这一现象，直到10年前才证实RNAi在哺乳动物中同样活跃存在，现在它已成为了大量临床研究的焦点。
一直以来阻碍RNAi临床应用的一个重要的绊脚石就是无法确保siRNAs去到它们应到达的位点。Lieberman 解释说：“裸siRNAs会被肾脏很快**，细胞摄取它们也并不容易。其他的传递系统，例如脂质体往往会导致siRNAs在肝脏聚集。”
Lieberman说：“大的挑战是如何将siRNAs传递至肿瘤位点，且不会引起身体其他部位的毒性作用和炎症反应。”
Lieberman和宋尔卫决定采用一种他们初开发用于**HIV感染细胞的靶向性技术将siRNAs传送至乳腺肿瘤处。首先他们将能够关闭 PLK1基因(编码产物可促进细胞分裂)的siRNAs结合到鱼精蛋白上。鱼精蛋白是一种在精细胞中压缩包装DNA的肽。然后将鱼精蛋白连接到一段抗 HER2的抗体片段(称为ScFv)上，构建出了一个可直接靶向HER2阳性乳腺癌的传送系统。
Lieberman 说：“鱼精蛋白可以稳定siRNAs，保护它们不被血流中的酶降解。ScFv抗体片段确保了它们靶向性传递到HER2阳性细胞并对其发挥作用。”
研究小组将对抗PLK1的裸siRNAs和ScFv-鱼精蛋白包装的siRNAs分别给予移植人类乳腺肿瘤的小鼠。研究人员发现裸siRNAs快速地在肾脏聚集并被排泄出去，它们在小鼠的半衰期仅为6分钟。而包装性siRNAs则被直接传送到了小鼠的HER2阳性肿瘤位点。在72小时内仍可轻易地检测到这些siRNAs。
一旦这些siRNAs达到肿瘤位点，就会被肿瘤细胞所摄取。它们关闭了肿瘤细胞中的PLK1，减缓了肿瘤生长，抑制了肿瘤转移。
研究人员表示他们并未发现在肝脏、肾脏或血流中有炎症或毒性作用，这表明siRNA只在它们的目的靶标——乳腺癌细胞中沉默了PLK1。
Lieberman 指出：“PLK1是一个广泛表达的基因。但是由于我们只靶向性地将siRNA传递给了HER2表达肿瘤细胞，因此我们能够非常高效地沉默癌细胞，而不对其他组织产生毒副作用。”
利用抗体-鱼精蛋白传递平台，研究人员甚至可将沉默不同基因(除PLK1外，还有AKT 和CCND1基因)的鸡尾酒传送至小鼠肿瘤发挥协同效应。
Lieberman认为该技术大有希望应用于广泛的肿瘤和其他**。“该平台可用于**上将siRNAs靶向所有我们找到了细胞表面特异性靶标的细胞。我们还可以利用它来靶向**细胞，表明它可用于****瘤和白血病，并成为**器官排斥的一种途径。”
作者简介：
宋尔卫
男，主任医师，教授，研究员，普外专科副主任，博士生导师，于2000年获得外科医学博士学位，曾先后被我院派往德国艾森大学医学院和美国哈佛医学院进行博士后研究工作。在《自然.医学》等国际权威杂志发表论文25篇，研究成果被选为“2003年全球十大科技突破”之一，为“国家杰出青年基金”获得者，教育部新世纪人才。
主要从事乳腺癌早期诊断，包括BRCA1和BRCA2基因突变对家族性乳腺癌和血清蛋白指纹图对乳腺癌的早期诊断，以及乳腺癌的微创**和生物**，包括RNA干扰疗法等的研究。教育部“长江学者特聘教授”;美国基因**预测专家委员会成员;美国高科技协会常务委员;美国NHLBI RNAi工作组成员，《Journal of RNAi and gene silencing》杂志编委;广州**协会乳腺癌专业委员会委员;广东省青年科学家协会常务委员;广东省青年科学家协会生物与医学专业委员会副主任委员。
留学归国人员，2000年获医学外科学博士学位;1999-2001年，德国艾森大学医学院移植实验室博士后研究;2002-2004年，美国哈佛大学医学院CBR生物医学研究所 (原哈佛医学院血液研究中心)博士后研究员，讲师，从事RNA干扰在肿瘤和感染**模型的应用开发研究。现任中山大学附属二院医研中心主任、普外科副主任(分管科研)。2000广东省卫生系统青年岗位能手，广东省卫生厅2003广东省科技进步三等奖第三名，广东省科委2006统战部为**建设小康社会贡献奖，国家统战部2007教育部长江学者，特聘教授，国家教育部。
王 均
1993年于武汉大学获化学专业和细胞生物学专业学士学位;1999年1月于武汉大学获高分子化学和物理专业博士学位;1994年在北京大学医学部(原北京医科大学)药学院天然与仿生**国家重点实验室从事高分子**佐剂的开放课题研究;1999年5月至2004年6月先后在约翰霍普金斯医学院新加坡生命医学中心(Johns Hopkins Singapore)、美国约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程系从事博士后研究;2004年9月，入选科学院“百人计划—引进国外杰出人才”，任科学技术大学高分子科学与工程系教授，博士生导师，2006年获“百人计划”择优支持;2006年7至8月，德国罗斯托克大学医学院访问教授;2006 年12月起任科学技术大学生命科学学院教授、博士生导师，合肥微尺度物质科学国家实验室研究员;2011年获国家杰出青年科学基金资助。目前任化学会化学生物学专业委员会委员，《国际生物医学工程》杂志编委;曾获国际**控制释放协会2001年“Capsugel Award on Innovative Aspects of Gastrointestinal Drug Absorption and Delivery”;在Angewandte Chemie-International Edition、Journal of the American Chemical Society、ACS Nano、Journal of Controlled Release、Biomaterials等杂志发表研究论文71篇，其中通讯作者和**作者论文51篇，参与撰写英文专著章节一篇，论文被他组引用 1300余次;授权发明**3项，美国发明**1项。实验室已毕业博士研究生7人，指导博士研究生中3位获科学院院长奖，2位获“**”优良研究生奖，4位获朱李月华优良博士生奖，2009~2011年实验室研究生连续3年获GE基金会科技**奖(其中2次一等奖，一次二等奖)，2位研究生获得 2010年度校级学术新人奖，1位获2011年度教育部学术新人奖。
研究兴趣：肿瘤靶向**、纳米**和**输送系统、RNA干扰、纳米生物医学和生物材料
原文摘要：
Targeted Delivery of PLK1-siRNA by ScFv Suppresses Her2+ Breast Cancer Growth and Metastasis
A major obstacle to developing small interfering RNAs (siRNAs) as cancer drugs is their intracellular delivery to disseminated cancer cells. Fusion proteins of single-chain fragmented antibodies (ScFvs) and positively charged peptides deliver siRNAs into specific target cells. However, the therapeutic potential of ScFv-mediated siRNA delivery has not been evaluated in cancer. Here, we tested whether Polo-like kinase 1 (PLK1) siRNAs complexed with a Her2-ScFv-protamine peptide fusion protein (F5-P) could suppress Her2+ breast cancer cell lines and primary human cancers in orthotopic breast cancer models. PLK1-siRNAs transferred by F5-P inhibited target gene expression, reduced proliferation, and induced apoptosis of Her2+ breast cancer cell lines and primary human cancer cells in vitro without triggering an interferon response. Intravenously injected F5-P/PLK1-siRNA complexes concentrated in orthotopic Her2+ breast cancer xenografts and persisted for at least 72 hours, leading to suppressed PLK1 gene expression and tumor cell apoptosis. The intravenously injected siRNA complexes retarded Her2+ breast tumor growth, reduced metastasis, and prolonged survival without evident toxicity. F5-P–mediated delivery of a cocktail of PLK1, CCND1, and AKT siRNAs was more effective than an equivalent dose of PLK1-siRNAs alone. These data suggest that F5-P could be used to deliver siRNAs to treat Her2+ breast cancer.
