記者季大仁／新竹報導
利用人體原有的PEG10蛋白，清華大學研究團隊開發出能自行包裝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。
mRNA是細胞製造蛋白質的指令，但容易分解，也不易自行進入細胞，需要載體協助運送。目前常用的脂質奈米顆粒（LNP），通常須先製造mRNA，再經多道程序封裝。科學家在2021年發現，人體原有的PEG10蛋白能自行組裝成奈米顆粒，並優先包裝帶有特定辨識序列的RNA。
清華團隊將人體原有蛋白質改造成mRNA「送貨車」PBNP，讓細胞先完成包裝，再將mRNA送進癌細胞。
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。
胡育誠將PBNP比喻為「送貨車」，mRNA則是車上載運的貨物。他說：「在PBNP平台完成集貨後，如何將貨物遞送到目的地，是研究的另一項挑戰。」團隊因此透過基因工程改造顆粒表面，加入能辨識表皮生長因子受體（EGFR）的抗體片段，經過多次比例調整，終於讓PBNP兼顧辨識與進入癌細胞的能力。
論文第一作者、化工所博士生陳品諺說明，團隊使用能讓細胞製造綠色螢光蛋白的mRNA，測試PBNP的遞送效果。結果顯示，在實驗室培養的大腸癌細胞中，約71%的細胞出現螢光；部分肝癌及腦癌細胞也有超過六成出現螢光。代表mRNA已進入細胞，並使細胞依照指令製造蛋白質。
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。
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