胡育誠(右)透過顯微鏡觀察細胞生長狀態。 圖∕清大
清華大學研究團隊利用人體原有的PEG10蛋白,開發出能自行包裝mRNA的新型蛋白質奈米顆粒(PBNP),並透過基因工程改善製程,提升mRNA進入癌細胞的效率。研究發現,PBNP裝入免疫治療用mRNA後,搭配化療藥物使用,在大腸癌動物實驗中更能抑制腫瘤生長、增強免疫反應。研究由化工系清華講座教授胡育誠帶領,成果登上國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)。
胡育誠團隊改用桿狀病毒(BV)將所需基因送入生產細胞。細胞製造出PEG10蛋白與設計好的mRNA後,PEG10蛋白便自行組裝成奈米顆粒,並將mRNA包裝其中。與傳統方法相比,新製程降低了製造成本,每毫升PBNP製劑有效遞送mRNA的能力也提高11.3倍。製成的PBNP在攝氏4度冷藏7個月後,仍能維持mRNA的完整性與遞送功能。
不同療法所需的mRNA長度不一,團隊也證實此次開發出的PBNP,至少能包裝長達7,336個核苷酸mRNA。核苷酸是構成RNA的基本單位,這樣的長度足以在同一條mRNA中容納多種蛋白質的製造指令。
確認PBNP能將mRNA送入細胞後,團隊進一步換上能讓細胞製造IL-12與OX40L兩種免疫調節蛋白的mRNA。實驗發現,癌細胞能依照指令製造這兩種蛋白,與免疫細胞共同培養時,也觀察到T細胞活化程度提高。動物模型中,研究人員將PBNP注入腫瘤,並搭配化療藥物奧沙利鉑(oxaliplatin)治療。與單獨使用任一療法相比,合併治療更能抑制腫瘤生長、增強免疫反應,初步觀察也未見明顯急性毒性。
研究已獲莫德納(Moderna)mRNA創新研究獎肯定,胡育誠也因此獲選有庠科技講座(奈米科技類)。目前團隊已將相關技術延伸到幹細胞及組織修復研究,未來希望利用不同的mRNA指令,引導細胞產生所需的蛋白質,拓展到再生醫學等領域。
論文連結:https://doi.org/10.1038/s41467-026-74352-x