想象一下，在癌症治疗方面取得突破，只针对恶性细胞，而不针对健康的宿主细胞；或者对蛋白质合成异常的患者进行治疗，以产生健康的蛋白质。名古屋大学的Hiroshi Abe和他的同事在一项新研究中发现了两种应用。他们的创新方法被称为内部cap启动翻译（the Internal Cap-Initiated Translation）机制，该机制引入了一种仅在靶细胞中“开启”蛋白质合成的新方法，从而产生健康的蛋白质来治疗疾病或有毒的蛋白质来杀死不想要的细胞。

以一种新的方式盖住环状mRNA

与传统的线性mRNA相比，环状mRNA是新一代mRNA治疗方法，以其稳定性和减少炎症作用而闻名。与线性mrna不同，环状mrna不太容易受到酶降解的影响，因为它们缺乏末端结构，提供了一个持续的翻译过程。

然而，环状mrna的一个重大挑战是它们在生物体内翻译的低效率。以前的方法依赖于长内核糖体进入位点（IRES）来引入mRNA，这种方法难以优化且效率低下。Abe的团队克服了这一障碍，将帽状结构引入环状mRNA本身。这种内部帽结构触发翻译起始，绕过IRES序列的需要，显著提高了蛋白质合成的效率。

精密治疗

Abe和他的同事开发了两种设计。其中，Cap-circRNA表现出优越的性能，比通常使用的带有IRES序列的环状mrna合成的蛋白质多200倍。重要的是，这种合成持续了很长一段时间，即使在传统的mRNA结构开始降解之后。这种稳定性和选择性靶向细胞的能力使Cap-circRNA成为开发精确疗法的理想候选者。

安倍表示：“预计这项技术将给抗体治疗、基因组编辑、蛋白质替代治疗等mRNA医学带来革命性的变化。”“目前的mRNA从根本上来说是不稳定的，需要不断注射才能用于蛋白质替代等治疗，而我们的技术克服了这个问题。”利用这一点，我们可以治疗由蛋白质合成异常引起的疾病，比如杜氏肌营养不良症。”

靶向癌细胞

在单细胞水平上控制蛋白质翻译的能力也为癌症和其他组织特异性疾病的治疗提供了一种变革性的方法。通过靶向在病变细胞中高度表达的特定RNA标记物，例如在肝癌中发现的RNA标记物，mRNA只能在靶细胞中指导蛋白质合成。这种精确性降低了脱靶效应和副反应的风险，这是目前治疗中常见的挑战。为了测试它的功效，研究小组设计了一种环状RNA，用它来靶向肝癌细胞中常见的一种RNA——HULC lncRNA。HULC lncRNA的存在导致蛋白质合成增加了50倍以上，突出了icit - rna区分单个癌细胞和正常细胞的能力。

Abe说：“这一突破为开发mRNA药物铺平了道路，这些药物可以选择性地靶向病变细胞而不会产生副作用。”“利用来自癌细胞的生物标志物，我们可以设计一种mRNA，只在癌细胞中表达一种有毒蛋白质。然后细胞因子就可以诱导程序性细胞死亡。”

该研究还表明，类似的翻译控制机制可能通过长链非编码rna和mrna的相互作用在细胞中自然发生。了解这些过程可能会为各种疾病带来新的治疗方法。Abe团队的发现标志着mRNA医学的重大进步，为个性化和精准医疗的未来开辟了令人兴奋的可能性。