mRNA 最近花了很多时间成为人们关注的焦点。三年前，它因其在 Pfizer-BioNTech 和 Moderna 针对 Covid-19 疫苗中的作用而声名鹊起。上个月，它再次成为头条新闻，这次是作为治疗肺癌疫苗的一部分。事实上，这些只是这种对所有活细胞功能至关重要的多功能分子正在改变医学的无数方式中的两种。 mRNA 技术是一种强大的工具，可用于治疗许多以前具有毁灭性的遗传疾病、重新编程细胞衰老过程，甚至编辑我们的基因。
“mRNA 技术可用于治疗许多以前具有毁灭性的遗传疾病”
核糖核酸（RNA）是一种与 DNA 相关的分子，但结构略有不同。 RNA 有多种形式，每种形式都有特定的形状和在细胞内的作用。信使 RNA 或 mRNA 的作用是信息传递：DNA 中编码的信息在转录过程中被复制到 mRNA 分子中。然后，该 mRNA 副本进入细胞质（细胞的水状主要区室），而珍贵的 DNA 则保留在细胞核内，免受损坏。
一旦进入细胞质，该 mRNA 分子就会充当细胞蛋白质制造机器所使用的模板。由 mRNA 链构建的特定蛋白质取决于该特定 mRNA 分子的结构或序列；不同序列的mRNA编码不同蛋白质的指令。
mRNA 的这种作用为蛋白质合成提供了一种分子配方，并被基于 mRNA 的医学治疗所利用。通过使细胞吸收特定序列的 mRNA，它们的蛋白质制造机制可用于生产相应的蛋白质。使用这个模型，只要用适当的 mRNA 处理，任何细胞都可以被刺激产生任何蛋白质。这种令人难以置信的多功能性意味着 mRNA 技术可以适应多种治疗方法。
疫苗
疫苗中的 mRNA 被树突状细胞吸收，树突状细胞是一种免疫细胞，充当体内异物的第一反应者。在新冠疫苗中，使用的特定 mRNA 包含病毒刺突蛋白的指令，而癌症疫苗则包含导致树突状细胞产生肿瘤特异性抗原 (TSA) 的 mRNA：在肿瘤细胞上发现的特定蛋白质，但在健康细胞上却没有。
然后，树突细胞合成这些蛋白质（无论是刺突蛋白还是 TSA），并将它们呈现给 T 细胞（免疫系统的士兵），教导 T 细胞寻找这些蛋白质。这种呈现有效地启动了免疫系统——如果这些T细胞将来遇到这些抗原，无论是在感染期间的病毒颗粒上，还是在癌性肿瘤的细胞上，它们都可以更快地识别并摧毁这些细胞。
蛋白质替代疗法
许多遗传疾病是由于细胞不能产生足够的特定蛋白质或产生形状错误的蛋白质造成的。 A 型血友病是由基因突变引起的，这意味着肝脏细胞不能产生足够的因子 VIII。这种蛋白质对于血栓的形成至关重要，这意味着患有这种疾病的人很容易出现无法控制且危及生命的出血，除非他们定期输注因子 VIII。
mRNA 疗法可用于刺激这些患者的细胞产生自己的因子 VIII。小鼠试验已经显示出希望，如果该技术适用于人类，它可以减少人们需要接受治疗的频率（从每 48 小时左右一次到每周一次），并降低成本。
利用 mRNA 使细胞恢复制造正确蛋白质的能力，也显示出治疗其他疾病的潜力，包括囊性纤维化和糖尿病。
干细胞疗法
虽然体内的大多数细胞都具有适合其特定功能的形状和结构（例如，肌肉细胞含有大量线粒体来为收缩提供能量，红细胞充满血红蛋白以输送氧气），但干细胞非专业化。干细胞就像一块白板——它有能力分裂并专门产生各种不同类型的细胞。
干细胞在修复受损组织方面具有令人难以置信的潜力，因为它们可以被引导分化为特定类型的细胞，提供新细胞库来替代受损细胞。困难在于，虽然成年人有一些干细胞，但它们可以变成不同细胞类型的数量有限。一些干细胞疗法使用取自胚胎或脐带的干细胞，这些干细胞用途更广泛。然而，获得这些细胞也面临着一系列的后勤和伦理挑战，这意味着它可能永远不可能大规模使用。输入 mRNA。
一些研究成功地利用 mRNA 使成体细胞产生特殊的蛋白质，称为转录因子，然后触发成体细胞恢复到非特化的干细胞状态。通过这种方式产生的细胞被称为诱导多能干细胞（iPSC），可以移植到不同的组织中以帮助再生。众所周知，心肌和神经组织的再生能力有限，因此这种疗法在治疗心脏病或大脑和脊髓损伤引起的损伤方面显示出巨大的潜力。
基因编辑
提到 mRNA 就不可能不提及它在基因编辑中的作用。荣获 2020 年诺贝尔化学奖的 CRISPR-Cas9 基因编辑系统以细菌 DNA 的重复片段命名，这种重复片段被称为成簇的规则间隔的短回文重复序列，它是由细菌 DNA 产生的。
“如果不提及 mRNA 在基因编辑中的作用，就不可能提及它”
细菌利用这种分子系统来切割试图攻击细菌细胞的病毒的 DNA，但它也可以用来改变人类 DNA。 CRISPR 中使用的 mRNA 充当向导，将 Cas9（代表 CRISPR 相关）酶引导至 DNA 的特定部分。在这里，酶的作用就像一把分子剪刀，切割 DNA，根据所用 mRNA 的序列，将 DNA 片段移除或插入到特定位置。
在 CRISPR-Cas9 广泛应用于人类患者之前，还需要进行更多的研究，但以这种精确的方式编辑 DNA 提供了治愈从镰状细胞贫血到癌症等疾病的潜力。
