Geneticvectors,Syntheticbiology,Viralvectors
大家好！本周为大家推荐一篇发表在Nat.Commun.上的文章：ChemogeneticONandOFFSwitchesforRNAVirusReplication，文章的通讯作者是来自奥地利因斯布鲁克医科大学的G.Wollmann与D.vonLaer。
病*在作为基因治疗以及疫苗的载体等方面显示出了巨大的潜力，如果病*载体的复制可以根据需要进行调节，那么其安全性将显著提升。然而，目前比较缺乏能有效控制RNA病*复制的方法，这就限制了某些常见RNA病*载体（如水疱性口炎病*，VSV）的应用。为了解决这一问题，作者设计了一个化学遗传学开关用于实现RNA病*的复制的调控。
作者选用的蛋白质元件是艾滋病*蛋白酶(PR)，该酶在形成同型二聚体后才会显示出活性。VSV的基因组包含5个病*基因，分别编码核蛋白(N)、磷蛋白(P)、基质蛋白(M)、糖蛋白(G)和大蛋白(L)，作者将PR二聚体基因插入P基因中，构建了一个“P蛋白开关”。将该元件表达后，PR会切割P蛋白，破坏N-P-L复合物，从而阻止病*复制；只有加入蛋白酶抑制剂（如APV）后，才能观察到病*的复制。作者用GFP作为报告基因，利用荧光对APV的控制效应进行了量化表征。将插入位点从P蛋白改为L蛋白后，依旧观察到了对APV的剂量依赖性反应。在体外实验获得了初步成功后，作者又构建了一个小鼠的体内模型来证明蛋白酶抑制剂体内调控病*复制的能力。实验表明，向肿瘤内注射特定剂量的VSV-P会以APV剂量依赖性的方式抑制小鼠体内肿瘤的生长，提高存活率。为了强调这种可控增殖的优点，作者给小鼠注射了野生型VSV，该病*不可控的增殖最终产生了严重的神经*性。
在获得了有效的“ON-switch”后，作者试图构建一个VSV的“OFF-switch”，即蛋白酶抑制剂的加入会终止而不是开启病*增殖。这种元件的设计是将GFP、PR与L蛋白融合在一起，表达后其中的PR结构域会通过切割使L蛋白释放产生活性；若加入蛋白酶抑制剂，则融合蛋白作为一个整体保留，不具备L蛋白参与复制的能力。体外实验显示，在没有蛋白酶抑制剂的情况下，用这种VSV变体感染的细胞中观察到均匀分布的大量绿色荧光；而在蛋白酶抑制剂存在的情况下，仅观察到微弱且呈斑点状的荧光。同样地，作者随后也构建了一个小鼠的体内模型用于检测“OFF-switch”的作用。在不添加蛋白酶抑制剂的组中，病*的大量增殖导致了神经*性；而在添加蛋白酶抑制剂的组中，神经*性相对减弱，但对肿瘤的抑制也减少了，出现了复发的迹象。
综上，作者设计了可以响应特定蛋白酶抑制剂药物“打开”或“关闭”的控制宿主体内VSV复制的蛋白元件，并证明了这种化学遗传学开关可以增强使用VSV载体的安全性。作者认为，这种设计思路可以推广到其他种类的病*中，为更安全的基于病*载体的疗法或疫苗的发展奠定基础。
本文作者：TZY责任编辑：LYP原文链接：