创建用于药物输送的病毒样颗粒

作者: M R N Murthy & H S SavithriIndian科学研究所，班加罗尔

许多年前，在20世纪90年代中，我们在班加罗尔印度科学研究所的分子生物物理学部门和生物化学系确定了两种植物病毒的三维结构。到目前为止，我们是印度唯一研究病毒结构的小组。全世界只有大约十几个实验室破译了病毒的完整结构。

最近，我们利用对病毒结构的理解创造了新的病毒样纳米颗粒 (vlp)，可在多种应用中用作载体，包括药物输送，疫苗，成像和开发诊断试剂盒。

病毒处于活生物体和无生命物质的尖端。它们拥有遗传物质，但除非在易感宿主细胞内，否则无法繁殖。导致动植物疾病的病毒大多结构相对简单。它们具有RNA或DNA形式的遗传物质，被蛋白质分子制成的外壳或衣壳覆盖。病毒入侵易感细胞后，利用宿主细胞机制繁殖，导致疾病。

一些植物病毒具有穿透几种类型的人类细胞的独特能力。我们不完全了解这种渗透是如何发生的。细胞对大多数大分子来说通常是不可渗透的。正是这种穿透细胞的能力使某些病毒具有潜在的有用的材料载体，我们可能希望出于不同目的将其递送到特定的细胞中。

正是在这里，我们对病毒结构的了解变得非常有用。我们已将sesbania花叶病毒 (SeMV) 的外壳蛋白基因克隆到质粒中，并在大肠杆菌中表达了该蛋白。有趣的是，外壳蛋白自组装形成非传染性的vlp，因为它们不包含全长病毒基因组。可以对外壳蛋白基因进行基因工程改造以表达外源肽，例如那些可以帮助识别癌细胞的肽或可以特异性结合抗体的肽，或要开发疫苗的其他病毒的肽。这些嵌合vlp可以从大肠杆菌中大量纯化，并用于结构研究以及医学应用。最近，我们确定了其中一些vlp的结构。

这些vlp可能被认为是空袋，从中取出遗传物质，留下了一些细胞RNA。衣壳可以代替基因组填充染料或药物分子，并分别用于成像或递送。如果不了解病毒的结构，我们将不知道肽可以确切地连接到外壳蛋白的位置。

然后可以允许嵌合的vlp进入人类细胞。与正常病毒不同，这些vlp不会带来任何威胁，因为植物病毒不会感染人类，而且在任何情况下，它们都不包含完整的遗传物质。因此，这些新的纳米级颗粒可以用作各种医学应用的纳米载体，例如靶向药物递送，结合蛋白的细胞内递送，医学成像，疫苗开发等。

我们已经证明了在我们的实验室中使用嵌合vlp进行这种递送方法的可能性。这种可生物降解的纳米载体正在世界各地的几个实验室中进行深入研究。其中一些处于临床前阶段，可能很快就会成为医学诊断或治疗的一部分。