可用于癌症免疫治疗的蛋白质水平控制平台
来源：本站原创 2022-03-09 17:05
合成生物学期望能创造出能够感知细胞状态，处理信息，然后传送相应治疗结果的生物分子电路。
合成生物学期望能创造出能够感知细胞状态，处理信息，然后传送相应治疗结果的生物分子电路。与传统的转录电路相比，基于蛋白质的电路具有快速操作、紧凑传输和稳健、上下文无关的性能等优点。目前迫切需要设计一种能够在蛋白质水平上控制细胞间通信的设计。以癌症免疫疗法为例，理想是引入一种蛋白质电路，它可以感知细胞的癌症状态，在溶解细胞的同时，精确地分泌出时间和数量上的免疫刺激信号，以调动免疫系统，从而将这些细胞转化为疫苗，对抗其他类似的癌细胞。考虑到细胞间通讯的重要性，学者们试图将蛋白质电路与蛋白质信号的分泌和显示连接起来，而最理想的方法是使用蛋白酶直接控制蛋白质分泌。
近日，在Nat Commun上发表的一篇题为"Protease-controlled secretion and display of intercellular signals"的学术论文中，研究人员创建了一个模块化的、可通用的设计，称为保留内质网可切割分泌(RELEASE)，工程蛋白保留在内质网中，并根据特定的蛋白酶显示/分泌。
为了设计一个模块化的蛋白酶调节蛋白分泌系统，研究适应了自然分泌过程的各个方面。为了将内质网（ER）保留置于蛋白酶控制下，研究设计了模块化的保留内质分裂分泌(RELEASE)平台，该平台既兼容蛋白分泌，又兼容膜蛋白的表面显示。研究人员验证并优化了RELEASE的核心机制，创建了输入处理能力，然后利用RELEASE来控制生理输出。最后，他们将RELEASE与传感和处理组件结合起来，通过工程受体来响应细胞内部状态和外部信号。该设计允许通过合成蛋白酶电路对多种合成蛋白和天然蛋白进行功能调节，实现多种信号处理能力，包括逻辑运算和阈值调节。通过将RELEASE连接到额外的感知和处理电路，可以实现对"无药可治疗"的致癌基因KRAS突变体的高蛋白质分泌应答。RELEASE使局部的、可编程的细胞间信号传递成为可能，可广泛应用于神经生物学、癌症免疫治疗和细胞移植等领域。
图 内质保留分泌(RELEASE)平台
本项研究展示了一个蛋白质水平控制模块，可直接调节蛋白质分泌，与现有的蛋白质成分兼容，为未来的癌症免疫治疗和移植规划治疗电路。（生物谷Bioon.com）
参考文献：Vlahos， A.E.， Kang， J.， Aldrete， C.A. et al. Protease-controlled secretion and display of intercellular signals. Nat Commun 13， 912 (2022). https：//doi.org/10.1038/s41467-022-28623-y
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