药物的有效递送是发挥疗效的关键所在，在基因疗法中，常用的递送工具是病毒载体，mRNA疫苗和CRISPR-Cas9基因编辑工具一般采用脂质纳米颗粒（LNP）进行递送。
8月20日，Broad研究所的张峰博士团队又为我们带来了一种新的mRNA递送系统——SEND（Selective Endogenouse Ncapsidation for cellular Delivery），相关研究发表在Science上。
SEND系统的独特之处在于它利用了一种人体内的天然蛋白PEG10，PEG10能自组装成衣壳，并能结合自身的RNA，再以细胞外囊泡的形式将RNA递送出细胞。也正因为PEG10的天然性，SEND系统可能不会触发机体的免疫反应，具有重复给药的潜力。
来源：Science
PEG10属于“逆转录转座子”，是一种类似于病毒的遗传原件。数百万年前携带PEG10基因的祖先病毒感染了人类并将自身整合到了人类基因组中，逐渐被人体吸收后成为了人类蛋白质库的重要成员。
逆转录病毒和逆转录转座子都有着核心结构基因（称为gag）。Arc是gag的同源物，4年前就有研究发现Arc蛋白能形成衣壳，并能结合和转移Arc mRNA，只不过并没有据此开发出递送工具。
张锋博士的研究团队对人类和小鼠的基因组中的gag同源物进行了系统搜索，发现了19个人类和小鼠基因组中共有的gag衍生基因，其中，PEG10编码的蛋白能更高效地结合和促进自身mRNA的囊泡分泌。
来源：Science
有了优秀的候选基因，下一步是如何据此开发出合适的递送系统。
研究人员首先确定了PEG10 mRNA非翻译区上的最小序列，这段序列能触发mRNA的有效包装和转移。研究人员利用这些序列设计了PEG10和其它被递送的RNA。
接下来是利用“融合素”对PEG10形成的囊泡进行修饰，“融合素”是一种细胞表面蛋白，能促进细胞融合，将PEG10引导至特定类型的细胞、组织或器官。
递送系统构建完成后，研究人员测试了CRISPR-Cas9工具，研究人员利用SEND系统将Cas9递送到表达向导RNA（sgRNA）的小鼠细胞系中。结果显示，受体细胞中约有60%的插入和缺失，而且利用SEND系统将Cas9与sgRNA共同包装，能够在细胞染色体的特定位置产生40%的插入和缺失。
SEND能够将基因编辑工具递送到人和小鼠细胞中（来源：Science）
研究人员表示，SEND有希望为基因治疗开创一个具有最小副作用的重复给药方式。研究团队下一步将在动物身上测试SEND，并进一步改进系统。未来还将探索人体中其它能作为SEND系统组件的成分。
参考资料：
[1] Michael S. et al. Mammalian retrovirus-like protein PEG10 packages its own mRNA and can be pseudotyped formRNA delivery. Science (2021)
[2] Scientists harness human protein to deliver molecular medicines to cells（来源：Broad Institute
