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使用寡核苷酸在RNA水平治疗疾病 Treating Disease at the RNA Level with Oligonucleotides

 医学abeycd 2019-10-30

Arthur A. Levin ...

现在可以使用作用于RNA的药物治疗像脊髓性肌萎缩和高脂血症这样迥异的疾病。一类新的药物(寡核苷酸)利用沃森和克里克的碱基配对规则来靶向与疾病相关的RNA。利用人类基因组测序信息,有可能仅根据基因组信息设计治疗性寡核苷酸,治疗性寡核苷酸将改变任何蛋白质的表达,甚至是采用包括小分子药物在内的传统方法难以改变的蛋白质表达。

虽然早在1978年就已经描述了使用合成寡核苷酸来调节RNA功能的设想1,但是以美国食品药品管理局(FDA)批准的药物这一形式实现上述设想,需要在基因组学、化学、药理学和药物递送方面取得进展。此外,用于以下各种不同用途的数十种寡核苷酸正处于临床试验阶段:治疗血友病、淀粉样变性和高脂血症以及止血2-9。本文描述了以截然不同的方式靶向RNA的四种寡核苷酸,以及治疗性寡核苷酸领域的新方向。

作用机制


治疗性寡核苷酸的长度通常为15~30个核苷酸,并且被设计为与编码疾病相关蛋白的信使RNA(mRNA)或调节RNA的特定区域互补。胃肠外给药后,寡核苷酸进入细胞,并与互补RNA结合。在设计治疗性候选寡核苷酸时,目标是确定对靶RNA高度特异的序列,并避免与非预期但同源的“旁观者”RNA杂交的序列。通过生物信息学指导下的精心设计,可以确定特定序列,使得甚至可以选择性地靶向密切相关的基因家族中的单个成员。

一旦寡核苷酸药物与其互补mRNA或前mRNA结合,就会发生一系列事件。结局部分取决于靶序列的性质,结局包括通过酶促切割破坏mRNA(当mRNA突变并编码致病蛋白时有用),改变前mRNA剪接模式(当“默认”剪接模式产生致病产物时有用),或者改变调节RNA的功能。策略的选择取决于疾病机制以及预期结局属于获得还是丧失RNA功能。

目前批准的寡核苷酸药物诱导靶mRNA的切割或改变剪接模式。由于诱导切割的寡核苷酸所具有的结构和化学特征,它可以将内源酶募集到靶mRNA上的药物杂交位点。改变剪接的寡核苷酸在控制剪接的位点附近与前mRNA杂交;杂交的寡核苷酸通过空间位阻使编辑前mRNA的酶的作用发生改变。

治疗机制


通过剪接诱导功能变化

人类基因组中只有一小部分遗传信息被翻译成蛋白质。例如,编码抗肌萎缩蛋白的DNA分散在240万碱基对的区域,但抗肌萎缩蛋白mRNA由大约14,000个碱基组成10。剪接和编辑前mRNA的过程是遗传调节的一个方面。可以通过选择性剪接来编辑前mRNA,以产生不同的蛋白质异形体,这些蛋白质异形体可以具有不同的(有时相反的)功能。选择性剪接在健康和疾病中的作用正在得到更广泛的认识11,12,调节或改变剪接过程的机制可用于治疗。

通过外显子跳跃治疗进行性假肥大性肌营养不良

进行性假肥大性肌营养不良是由DMD(抗肌萎缩蛋白编码基因)突变引起的致死性疾病。79个外显子中有任何一个出现产生不稳定或无功能蛋白质的移码突变都将导致进行性假肥大性肌营养不良。基因未能产生抗肌萎缩蛋白将导致细胞骨架成分与肌纤维膜断开。在该病患者中,肌肉收缩导致肌纤维膜微撕裂、细胞损伤、细胞死亡,最终导致肌肉功能丧失。

eteplirsen是一种获得FDA批准的寡核苷酸药物,能够诱导外显子51的跳跃。eteplirsen发挥作用的方式是与外显子51内的位点杂交,从而在空间上阻断剪接机构结合,并迫使其“跳过”该外显子,以纠正移码突变(图1)。外显子52被剪接到外显子50,产生缩短但仍然有功能的抗肌萎缩蛋白,因此细胞的翻译机构在框内阅读较远端的下游外显子。

图1. 通过eteplirsen诱导的外显子跳跃治疗进行性假肥大性肌营养不良

图中显示的是位于肌细胞核内,用于翻译生成抗肌萎缩蛋白的转录物,外显子51上游有所示的移码突变(图A)。如果未校正,无义突变会导致产生无功能蛋白质或无义介导的RNA衰变。eteplirsen给药后细胞将其内化,从而使寡核苷酸与外显子51中的位点杂交,导致剪接体跳过外显子51,并在框内阅读转录物,以产生较短但有功能的抗肌萎缩蛋白样蛋白(图B)。DMD表示抗肌萎缩蛋白编码基因。

贝克肌营养不良患者的自然病史支持外显子跳跃方法的治疗潜力,贝克肌营养不良患者DMD的中央外显子中有整码突变,产生缩短,但仍有功能的抗肌萎缩蛋白,以及较轻型的营养不良表型13。eteplirsen等外显子跳跃药物的治疗目的是通过排除外显子51,将DMD外显子中严重破坏性突变转化为框内缺失,从而模拟较轻型的表型(类似贝克肌营养不良)。约13%的患肌营养不良症男童有可以通过跳过外显子51治疗的突变。靶向其他较少见突变外显子的药物正在开发中14,要设计出统计学功效足以在较小患者亚群中证明统计学差异的临床试验,即便有可能也非常困难。有了这些定制方法之后,如何证明治疗获益仍然是一个难题。通过每周静脉输入eteplirsen治疗与外显子51相关的进行性假肥大性肌营养不良患者,使编码缩短mRNA的DMD和抗肌萎缩蛋白表达略有增加15。与历史对照相比,接受治疗患者的6分钟步行距离部分保留。虽然由于抗肌萎缩蛋白恢复程度小、试验规模小、对结局的影响小,因此结果难以解读,但在做出后续试验中增加剂量和患者数量的约定后,FDA批准了eteplirsen16。eteplirsen活性弱的一个原因是大部分药物经肾小球滤过后迅速排出,而体内剩余的药物只有一小部分被骨骼肌吸收。实际上,全身给药后如何递送至靶组织一直是寡核苷酸药物开发中的关键难题。

通过外显子保留(exon inclusion)治疗脊髓性肌萎缩

脊髓性肌萎缩是由导致SMN1蛋白功能丧失的SMN1突变引起的常染色体隐性遗传疾病。脊髓性肌萎缩表现为肌无力,患病最严重的婴儿始终未能获得头部控制能力。前角中的运动神经元变性,随后出现呼吸功能丧失和死亡17

SMN2是一种旁系同源基因(即SMN2SMN1具有“共同的祖先”基因),如果不是因为外显子7中有导致外显子7被跳过的单个核苷酸变化,SMN2编码区将与SMN1编码区相同。翻译出的SMN2蛋白质产物没有外显子7编码的部分,存在时间短(即迅速降解),因此无功能18。然而,一部分SMN2 mRNA被翻译成SMN蛋白。又鉴于可能存在多个SMN2拷贝(因为SMN2存在拷贝数变异),而每个拷贝都会增加SMN水平,因此解释了该病严重程度的差异。

如果可以使用寡核苷酸诱导外显子7的表达,进而增加翻译成功能性蛋白的SMN2部分,则可以形成足够量的功能性SMN蛋白,以拯救神经元功能19-21(图2)。通过在内含子区域3'至外显子7的区域中合成许多反义序列,确定了能够有效地强制保留外显子7的寡核苷酸(nusinersen)22。当与其靶位点杂交时,nusinersen阻断了导致外显子7被排除的剪接信号。因此,mRNA被加工成包括以前缺失的SMN2外显子7。与SMN2相关的SMN蛋白现在功能完整,可以替代这些患者缺失的SMN。

图2. 通过nusinersen诱导的外显子转换exon switching)治疗脊髓性肌萎缩

SMN1中的无义或移码突变导致无义介导的RNA衰变,并且不产生功能性蛋白(图A)。SMN2的前mRNA在外显子7中有天然变体(红色),因此90%的成熟SMN2 mRNA将外显子7排出。用nusinersen治疗后(图B),寡核苷酸与外显子7边界3'内的位点杂交,迫使外显子7被保留在mRNA中,从而增加了SMN2产生的全长SMN2的量,因此拯救了细胞,使其免于发生SMN缺乏。

nusinersen治疗后产生了功能性SMN蛋白,拯救了运动神经元,实现了较正常的神经元发育5,23。nusinersen的化学结构包括核糖2'位置的甲氧乙基修饰,增加了对其同源序列的亲和力。该修饰以及使用硫代磷酸酯键代替核糖之间的磷酸二酯键使其对核酸酶具有抗性,不易被核酸酶降解,从而增加了组织半衰期,因此可以降低nusinersen给药频率。

在成功的临床试验中,在治疗的第1个月内给予4次负荷剂量,之后每4个月给予1次维持剂量,结果使婴儿5和幼儿的运动功能有统计学显著改善。nusinersen的这一用法最近获得了FDA的批准23

基于切割的mRNA破坏机制

处于临床试验阶段的数种寡核苷酸药物和FDA批准的三种药物利用序列驱动的切割机制来降低与疾病相关的mRNA及其蛋白质产物水平。两种药物(mipomersen和inclisiran)利用不同的切割机制来改变胆固醇的处理。这两种药物各自靶向不同的基因产物,每种基因产物在高胆固醇血症中都很重要,这突出了寡核苷酸治疗药物的多样性。每种机制中的共同因素(由于每种寡核苷酸药物与靶点的杂交)是内源酶的活化,导致在杂交位点切割靶mRNA。

mipomersen是一种单链寡核苷酸,其序列与载脂蛋白B的编码RNA的一部分互补,载脂蛋白B是肝脏中产生的低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的一个成分。研究人员对这一20碱基寡核苷酸(20-mer oligonucleotide)进行化学修饰,以增加其对RNA的亲和力及其稳定性。mipomersen序列的中心部分具有类似DNA的特性,当mipomersen与载脂蛋白B的前mRNA杂交时,DNA-RNA异源双链吸引并激活核糖核酸酶H,核糖核酸酶H切割异源双链体中的mRNA(图3)。切割使载脂蛋白B mRNA失活,从而减少产生的载脂蛋白B的量。因此,即使在他汀类药物无效的患者中,肝脏输出的极低密度脂蛋白胆固醇也减少,最终LDL胆固醇的循环水平降低24-27。FDA于2013年批准将mipomersen用于治疗纯合子型高胆固醇血症。

图3. 核糖核酸酶介导的对载脂蛋白B mRNA的切割

肝细胞将载脂蛋白B(APOB)的mRNA翻译成低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的蛋白质成分。用mipomersen治疗后,寡核苷酸与mRNA杂交,寡核苷酸的DNA部分吸引并活化核糖核酸酶H,核糖核酸酶H识别RNA-DNA异源双链并切割APOB mRNA,减少极低密度脂蛋白(VLDL)胆固醇的输出,并最终降低LDL胆固醇的循环水平。

inclisiran是一种实验性治疗药物,能够诱导前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)的编码mRNA发生切割,PCSK9是一种能够负向调节LDL受体(LDLR)水平的酶2,4,28。一些人具有天然存在、能够降低PCSK9活性的遗传变异体,与没有这些变异体的人相比,前者的LDLR水平升高,LDL胆固醇水平降低,心血管风险降低29。inclisiran切割并灭活PCSK9 mRNA,这样可降低PCSK9水平,因此会同时增加LDLR水平和LDL胆固醇清除,并降低LDL胆固醇的循环水平。inclisiran正处于后期临床试验(例如NCT03397121、NCT03400800、NCT03705234和NCT03399370)阶段。

inclisiran通过不同于mipomersen的机制切割mRNA。inclisiran是一种双链小干扰RNA(siRNA)。inclisiran的RNA链之一与PCSK9 mRNA的一部分互补。一旦inclisiran进入细胞,互补链(或引导链)被装载到RNA诱导的沉默复合物(RISC)中,RISC是一种蛋白质复合物,能够将互补链展示到细胞内环境中。一旦近乎完美的互补序列(在mRNA分子内)与引导链的一部分杂交,作为RISC一部分的酶就会切割mRNA。mRNA被切割后的产物不能被翻译,从而降低PCSK9蛋白水平(图4)。研究人员对inclisiran进行化学修饰,以增加inclisiran的抗内源核酸酶稳定性,使每次给药后的效果持久,治疗活性可持续数月2,4。事实上,临床试验已经显示inclisiran单剂给药后药理活性可持续超过3个月2,4,因此能够以每季度1次甚至每年2次的低频率给药。

图4. RISC介导的PCSK9 mRNA切割

前蛋白转化酶枯草溶菌素9(PCSK9)能够下调细胞表面的低密度脂蛋白(LDL)受体(LDLR)的水平。与三N-乙酰葡糖胺残基结合的inclisiran与肝细胞表面的脱唾液酸糖蛋白受体结合并被内化。incliasran引导链被装载到RNA诱导的沉默复合物(RISC)内后,该复合物扫描mRNA并寻找同源序列。与PCSK9 mRNA杂交诱导mRNA切割,从而抑制PCSK9蛋白表达。减少PCSK9的负调节因子可增加LDLR水平,从而增强LDL胆固醇从循环中的清除。

触发核糖核酸酶H介导和RISC介导的切割的药物(分别为inotersen和patisiran)正被用于治疗转甲状腺素蛋白(TTR)淀粉样变性。在这种类型的淀粉样变性中,TTR突变诱导蛋白质产物的错误折叠,进而导致在多种组织(包括周围神经元和心脏)中形成淀粉样沉积物。这两种药物都会导致与剂量相关的循环TTR水平降低,从而改善病情,并且均已获得FDA批准。在3期试验中,这些药物与限制神经病变进展和改善生活质量指标相关30,31

寡核苷酸的优点


就原理而言,寡核苷酸疗法的一个优点是候选药物的确定仅需要确定RNA中与疾病过程相关的靶区域。然而,RNA具有二级和三级结构,并且RNA经常与蛋白质结合。因此,并非每个完全匹配的寡核苷酸都能够在靶RNA中获得其互补序列32,33。因此,在实践中经常筛选与靶RNA完全匹配的序列文库。

由于合成完全匹配序列的文库较容易,因此确定活性寡核苷酸药物的过程比确定小分子药物更快。可在数周内确定活性药效团,并迅速生产相关药物。相比之下,小分子药物的发现往往需要对结构和活性之间的关系进行多年反复研究。与发现药物的过程一样,不同寡核苷酸药物的开发过程(包括毒理学研究、药代动力学分析和制造)具有相似性,因此提高了效率。

寡核苷酸治疗药物的挑战


与医学领域其他新技术(包括单克隆抗体疗法和基因疗法)的发展过程类似,寡核苷酸治疗领域在成熟过程中克服了许多挑战。与化学和制造相关的难题已经解决。寡核苷酸前体的合成来源降低了制造成本,对寡核苷酸的化学修饰提高了其对核酸酶代谢的抗性,获得了有利的药代动力学特征。

虽然取得了相当大的进展,但寡核苷酸疗法的广泛应用还存在两个主要障碍:药物安全性和递送。寡核苷酸给药与先天免疫的激活(通过与Toll样受体[TLR])的相互作用)相关。一些寡核苷酸与TLR结合,并诱导产生与病毒及细菌RNA和DNA诱导后类似的免疫应答。TLR家族的不同成员被单链DNA样寡核苷酸(例如核糖核酸酶H依赖的和剪接跳跃的寡核苷酸)激活,并且已经发现属于TLR家族成员激动剂的不同序列基序。通过避免这些序列基序和使用化学修饰,可以最大限度降低这些免疫刺激作用34-38

单链硫代磷酸酯寡核苷酸的促炎性质给一些早期治疗方案造成了障碍。反义药物(包括mipomersen和剪接跳跃的候选药物drisapersen)皮下注射后注射部位反应常见39,40。已经发现全身症状(例如发热、寒战和僵直)与大剂量的硫代磷酸酯寡核苷酸相关41,42。适应性免疫应答较为平静。用一些单链硫代磷酸酯寡核苷酸序列进行的治疗与弱滴度的抗药物抗体相关40

在临床试验中,一些siRNA治疗药物可能与另一种不良反应相关:对用于促进siRNA摄取的脂质纳米颗粒制剂产生炎症反应。已知脂质纳米颗粒能够诱导先天免疫的复杂抗病毒样反应43,44。为了减少制剂的免疫刺激作用,将脂质纳米颗粒中的siRNA与抗组胺药、非甾体抗炎药和糖皮质激素联合给药3,4,31

使用单链硫代磷酸酯寡核苷酸的其他难题包括肾脏积聚和罕见但值得注意的血小板计数减少30,40。由于与血浆蛋白结合,因此单链硫代磷酸酯修饰的寡核苷酸通常不能被肾小球滤过。然而,小的未结合部分容易被肾近端小管细胞重吸收。在用一些硫代磷酸酯寡核苷酸治疗后,一些患者报告了轻度、小分子量蛋白尿,并且在较罕见的情况下,报告了肾小球肾炎30,40,45。研究人员对包含约2,400例患者的数据库中的肾功能数据进行了分析,结果提示在多个序列之间,蛋白质、肌酐或血浆尿素水平并未发生有临床意义的变化46。在一项1期试验中,每周5 mg/kg剂量的单链硫代磷酸酯寡核苷酸(锁定核酸修饰)给药后,导致了急性肾小管坏死47,48。使用其他寡核苷酸药物尚未观察到这种毒性作用,并且这种毒性作用似乎与序列有关,但仍然促使监管机构建议在涉及硫代磷酸酯修饰的寡核苷酸的临床试验中增加对肾毒性的监测。

在临床试验中,至少有3种硫代磷酸酯寡核苷酸导致少部分患者出现显著的血小板减少症。这些事件发生于3个无关的适应证,且寡核苷酸序列无重叠。在接受每周6 mg/kg剂量drisapersen长期治疗(14~26个月)的患者中,有3%患者的血小板急剧下降至4级血小板减少症40,45,但在因甘油三酯血症和转甲状腺素蛋白淀粉样变性接受硫代磷酸修饰的序列治疗的患者中,也观察到了这种情况30,49

观察到的所有毒性作用均与剂量有关。某些不良反应可通过应用较新型寡核苷酸药物来减少,这些较新型药物已经进行了化学改进,并提高了药物递送效率,从而可以降低剂量。

药物递送仍然是更广泛应用寡核苷酸疗法的最大难题之一。因为寡核苷酸药物具有5~15 kDa的分子量,并且是亲水性,因此它们穿透细胞膜的能力有限,从而减少了其与细胞质或细胞核中活性位点的接触。寡核苷酸药物第一个成功的递送策略是玻璃体内给予福米韦生fomiversen,在1998年被批准用于治疗巨细胞病毒视网膜炎),之后就是最近的nusinersen(通过鞘内注射治疗脊髓性肌萎缩)。

事实证明,除肝脏外,通过全身给药将药物递送至大多数器官和组织均存在困难。在静脉内或皮下给药后,脂质纳米颗粒中的硫代磷酸酯寡核苷酸和siRNA主要由非实质细胞摄取,少数由肝细胞摄取。与寡核苷酸结合的N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)与肝细胞上的脱唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)结合,从而将寡核苷酸转运并释放到细胞内50。由于这种受体介导的摄取,药物剂量可以低于非结合寡核苷酸治疗性递送所需的剂量8。通过GalNAc结合物可以将单链和双链寡核苷酸递送至肝细胞。ASGPR导向的肝细胞递送正用于实验性治疗,针对与肝细胞来源的蛋白质产物相关的疾病和肝脏疾病。要实现向其他细胞类型(例如肌肉细胞)的递送,可以确定已知参与细胞内转运的细胞表面蛋白,然后靶向这些蛋白质的抗体或抗体片段51

聚合纳米颗粒已经用于递送寡核苷酸,但是肝脏从血浆中清除纳米颗粒的效率使得难以直接递送至其他组织和器官。该技术尚未超越使用siRNA有效载荷进行的早期临床研究52

实际上,细胞之间的遗传信息传递是由与膜结合的纳米囊泡或从某些类型细胞萌发的外排体介导。外排体的直径范围为20~200 nm,已知可在细胞间移动,传递mRNA、微RNA(miRNA)和调节邻近细胞功能的蛋白质53-55。研究人员采集了装载合成miRNA的外排体,对这些外排体进行的早期研究利用外排体膜蛋白和糖将miRNA递送至远端部位56-59。关于自然循环外排体,其膜组成和膜相关蛋白的信息越来越多,我们将获得更好的递送系统。

未来发展方向


RNA靶向治疗领域目前由通过切割机制和剪接调节起作用的寡核苷酸主导。然而,对基于RNA的其他机制的了解在不断增多(表1)。

表1. 目前和潜在的基于RNA的治疗机制

argonaute 2(Ago2)是RISC中的关键酶之一,负责RISC介导的mRNA靶点切割。然而,当Ago2装载可以在基因启动子区域附近杂交的RNA时,结合Ago2的RNA可以激活转录,进而导致在称作RNA激活的过程中,mRNA表达出现反常增加(图5)61-63。该机制用于肝细胞癌1期试验(NCT02716012)中的药物,以增加与肝细胞分化相关的CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)表达64

图5. 通过增加DNA转录增加蛋白表达

当双链(ds)RNA装载到argonaute 2(Ago2)中时,RNA解旋酶A(RHA)展开,并且一条链(称为过客链)从Ago2复合物脱落。装载的Ago2被运输到细胞核中,并在此与RHA相互作用。然后,Ago2-RHA复合物扫描寻找互补序列。一旦与DNA结合,Ago2-RHA复合物就会吸引聚合酶相关因子1(PAF1)复合物,它们一起形成RITA(RNA诱导的转录激活)复合物,从而吸引和激活RNA聚合酶Ⅱ,并导致mRNA表达增加。

在对RNA编辑的内源调节过程中,其中一种可用于治疗用途的调节过程是腺苷酶向肌苷的酶转化65,66。由于核碱基肌苷被识别为鸟嘌呤,因此腺苷至肌苷的编辑有可能改变单个密码子的读取或者引入终止密码子或使终止密码子失效,从而改变蛋白质的氨基酸组成。称为ADAR的酶(作用于RNA的腺苷脱氨酶)对RNA上的特定位点具有亲和力,在特定寡核苷酸引导链存在的情况下,诱导腺苷至肌苷的编辑。目前正在研究该过程的治疗用途67

正在向临床应用发展的其他形式的寡核苷酸定向编辑是CRISPR(规律成簇的间隔短回文重复序列)技术的变体。CRISPR-Cas9系统使用向导RNA(sgRNA)引导外源性核酸内切酶Cas9对DNA靶位点进行编辑,以校正基因组中的突变68,或者使用设计用于与mRNA杂交的sgRNA和其他外源性Cas酶变异体,使mRNA失活69,70

基本原理与其他寡核苷酸药物一致:寡核苷酸药物(在此例中为sgRNA)的序列与特定区域杂交,然后将效应子吸引到杂交区域。CRISPR系统使用与sgRNA共同给药的外源性酶促实体。该技术的主要挑战是需要将细菌酶(Cas9)递送至细胞内70,71,此外由于原有针对细菌酶的抗体而变得复杂72

寡核苷酸引导的RNA和DNA编辑既有优点,也有缺点。作为一种治疗方法,RNA编辑比DNA编辑更像药物,在外源性编辑寡核苷酸被代谢并从体内清除后,其效应逆转。由于药理活性的这种可逆性,任何非预期的效应也是可逆的。虽然DNA水平的基因组编辑具有潜在永久性和治愈性的优点,但也具有使非预期的基因组变化永久持续和可遗传的风险73。在某些情况下,与RNA介导机制相关的药理活性的可逆性可能是一个优势。

寡核苷酸的另一个有前景的治疗研究领域涉及调节RNA。这些RNA一度被认为是基因组的“暗物质”,它们被转录但未翻译为蛋白质。一些基因内和基因间序列信息被转录成具有调节功能的RNA,包括miRNA和长非编码RNA。

微RNA是装载到RISC内的调节RNA,能够通过阻断翻译或通过切割mRNA(利用与siRNA类似的基于RISC的机制)来抑制互补mRNA的功能。微RNA能够精细调节基因表达,每个miRNA可以减少许多mRNA的表达74,75。由于miRNA负调节其靶基因的表达,因此miRNA功能受到抑制将增加miRNA靶向mRNA的表达。有多种miRNA抑制剂正处于临床开发阶段,包括一种具有抗病毒机制的抑制剂76

支持淋巴细胞复制的miRNA是miR-155。用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤的miR-155抑制剂临床试验正在进行中(例如NCT02580552和NCT03713320)。一些疾病与miRNA表达的减少相关,在这种情况下,补充合成的miRNA可能有治疗作用。例如,在各种纤维化疾病中,miR-29表达减少;miR-29下调多种胶原蛋白、弹性蛋白和TGF-β的表达77-80,而给予合成的miR-29可以减少纤维发生。皮下给予合成miR-29的临床试验正在进行中,旨在评估其在瘢痕形成中的作用(例如,NCT02603224和NCT03601052)。

长非编码RNA在mRNA的转录和翻译中具有多种调节功能81。迄今,这些RNA尚未成为临床试验中治疗活性的靶点。随着我们逐步了解各种RNA在细胞调节和疾病中所起的作用,这些长非编码RNA将成为基于寡核苷酸的RNA靶向药物的潜在靶点。

我们如今对RNA作为基因表达调节因子发挥的作用,以及RNA剪接在健康和疾病中发挥的作用有了新的认识,因此利用沃森-克里克碱基配对规则设计新治疗药物的设想比20世纪80年代首次提出这一设想时更具吸引力。该技术在过去几十年中逐渐成熟,因此靶向RNA的寡核苷酸有可能实现将基因组信息用于药物设计的愿望。

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译者:时境迁,职业翻译

校对:侯海燕,NEJM医学前沿

作者信息

Arthur A. Levin, Ph.D. 
From Research and Development, Avidity Biosciences, La Jolla, CA. Address reprint requests to Dr. Levin at art.levin@aviditybio.com.

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