諾貝爾生醫獎|微型RNA基因調控機制 癌藥開發潛力大
【記者林芳如/台北報導】2024年諾貝爾生醫獎由美國生物學家安布羅斯和魯夫昆獲獎,以表影其發現小分子核糖核酸(microRNA,又稱微型核醣核酸)及其在基因調控中的作用。國內學者指出,陸續研究證實可藉由抑制「微型核醣核酸」來阻止致病基因生成,癌症藥物開發潛力大,不過還得克服「脱靶效應」和容易累積在肝臟等兩大瓶頸。
微RNA顛覆生命科學中心法則
2002年諾貝爾獎得主羅伯特.霍維茨(Robert Horvitz)、悉尼.布瑞納(Sydney Brenner)和約翰.蘇爾斯頓(John Sulston),共同研究一種「秀麗隱桿線蟲」,儘管線蟲體型僅1毫米長,但它擁有許多在更大、更複雜的動物中也能發現的特殊細胞類型,例如神經和肌肉細胞,使線蟲變成有助於研究多細胞生物中的組織是如何發育和成熟的模式生物。
安布羅斯和魯夫昆兩人之前在霍維茨(Robert Horvitz)的實驗室做研究,他們根據霍維茨的研究進一步發現了「微型核醣核酸」,以及「微型核醣核酸」在基因調控中扮演重要角色。
中央研究院分子生物研究所研究員陳俊安指出,1990年前,科學家認為生命科學的中心法則是去氧核醣核酸(DNA)轉錄出核醣核酸(RNA),再製作出蛋白質,由蛋白質去調控細胞中其他蛋白質的功能。
安布羅斯和魯夫昆兩人顛覆了以往生命科學的中心法則,發現「微型核醣核酸」可以在產生RNA的過程,調整每個細胞中,不同的蛋白質產量,是調控生長發育過程的重要角色。
微RNA開發藥物2大瓶頸
陽交大生化暨分子生物研究所特聘教授許翺麟說,人們原以為「微型核醣核酸」只存在於「秀麗隱桿線蟲」體內,後來發現人類身上也有,目前已知人類基因組編碼中超過1000種微型核醣核酸。近年的應用之一是運用抑制微型核醣核酸來治療C型肝炎,正在進行臨床試驗。
雖然先前2006年曾經有類似的研究領域(核醣核酸干擾,RNAi)得過諾貝爾生醫獎,但陳俊安表示,那是外生性的核醣核酸,這次得獎的微型核醣核酸是生物體內生性的。
有機會治療預測漸凍症
陳俊安舉自己的研究應用為例,使用微型核醣核酸有機會治療和預測漸凍症。陳俊安說,微型核醣核酸是很適合預測退化性神經疾病的生物指標,因為微型核醣核酸很容易分泌到細胞外,可以抽血檢測。
至於應用的層面,陳俊安提到,雖然微型核醣核酸常作為藥物研發的目標,但要實際治療疾病,須先克服兩大瓶頸,一是微型核醣核酸會影響太多不是治療目標的蛋白質功能,而產生「脱靶效應」,二是容易累積在肝臟,難以運送微型核醣核酸到目標器官或組織。
微RNA可應用於癌症、心血管疾病
陽明交通大學生化暨分子生物研究所助理教授張崇德說明,微型核醣核酸的應用潛力在於它可以結合多個目標(mRNA),進而調控基因表現,其中一位得獎者魯夫昆就發現一段可以抑制癌症形成的微型核醣核酸。
張崇德指出,微型核醣核酸也可以應用心肌梗塞、動脈硬化、心衰竭、帕金森氏症與阿茲海默症等。此外,病毒與細菌中也有微型核醣核酸,因此有助於研發抑制這些病原體感染的潛在藥物。
近年來,微型核醣核酸成為藥物開發的重點,有許多正在進行的腫瘤和肝癌等疾病的臨床試驗。然而,張崇德也提醒,微型核醣核酸作為藥物的潛在副作用不容忽視,因其調控範圍廣泛,可能影響多個基因,導致意外的副作用,這也是部分試驗被中止的原因。