近年來，日本的研究團(tuán)隊(duì)在中央神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）疾病的靶向治療方面取得了重要進(jìn)展。他們利用修飾堿基和糖的反義寡核苷酸（ASOs），顯著提高了這些分子的臨床應(yīng)用效果。這項(xiàng)研究由東京醫(yī)科齒科大學(xué)（TMDU）和大阪大學(xué)的研究人員共同完成，成果發(fā)表在《分子治療——核酸》期刊上。

優(yōu)化神經(jīng)疾病的ASOs

近年來，隨著越來越多的ASO藥物獲得FDA批準(zhǔn)，反義寡核苷酸藥物的研發(fā)取得了顯著進(jìn)展。然而，ASO藥物的開發(fā)仍面臨一些挑戰(zhàn)，例如脫靶效應(yīng)、免疫刺激反應(yīng)、高暴露器官的毒性以及血小板減少癥等副作用。

一種有效的策略是使用“間隙寡核苷酸”（gapmer）ASOs。這些ASOs由中央DNA片段和兩側(cè)修飾的核苷酸組成，通過與目標(biāo)RNA的序列互補(bǔ)結(jié)合，招募核糖核酸酶H，從而誘導(dǎo)目標(biāo)RNA的降解。

間隙寡核苷酸的挑戰(zhàn)

盡管間隙寡核苷酸（gapmers）在理論上很有前途，但在實(shí)際應(yīng)用中仍存在問題。例如，在治療肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）的三期臨床試驗(yàn)中，注射ASO藥物tofersen雖然顯示出減緩臨床功能衰退的趨勢(shì)，但也引發(fā)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不良事件，如腦膜炎。盡管FDA已經(jīng)加速批準(zhǔn)了tofersen，但開發(fā)高效且低毒性的gapmer ASOs用于治療不同的CNS疾病仍然是一個(gè)亟待解決的問題。

基礎(chǔ)和糖修飾降低CNS毒性

為了解決這些問題，來自佐久間教授和橫田教授實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種新的化學(xué)修飾方法——2′,4′-BNA/LNA結(jié)合9-（氨基乙氧基）苯并噁嗪（BNAP-AEO）。這種修飾涉及堿基和糖的改造，其中9-（氨基乙氧基）苯并噁嗪被稱為G-clamp，是一種修飾的胞嘧啶類似物，可以與鳥嘌呤形成額外的氫鍵，從而增強(qiáng)雙鏈結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

研究發(fā)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

之前的研究表明，含有G-clamp的gapmer ASOs在實(shí)驗(yàn)室中通過轉(zhuǎn)染展示了顯著的基因沉默效果。相比之下，含有BNAP-AEO的寡核苷酸不僅對(duì)互補(bǔ)RNA的降解表現(xiàn)出更高的抵抗力，還對(duì)外切酶降解表現(xiàn)出更強(qiáng)的抵抗力。

為了評(píng)估BNAP-AEO的治療潛力，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)。共同第一作者松林太樹、吉岡孝太郎和蘇蘇雷蒙創(chuàng)建了不同的gapmer ASOs，這些ASOs專門靶向與肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的轉(zhuǎn)錄本（Malat1 RNA）。他們?cè)u(píng)估了這些ASOs與互補(bǔ)RNA的結(jié)合強(qiáng)度、基因沉默效果以及在活體中的急性毒性。

研究結(jié)果

研究結(jié)果顯示，含有BNAP-AEO修飾的ASOs在三個(gè)方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。首先，與未修飾的ASOs相比，含有BNAP-AEO修飾的ASOs對(duì)互補(bǔ)RNA表現(xiàn)出更高的親和力。其次，這些ASOs在體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中均表現(xiàn)出有效的基因沉默效果。最后，當(dāng)這些含有BNAP-AEO修飾的ASOs通過腦室內(nèi)注射（ICV）途徑注射到小鼠體內(nèi)時(shí)，其急性CNS毒性顯著低于未修飾的ASOs。

未來展望

這項(xiàng)研究突顯了含有BNAP-AEO的ASOs在基因沉默效果和低急性CNS毒性方面的優(yōu)勢(shì)，表明其在未來治療應(yīng)用中的潛力。研究人員希望這些改進(jìn)能夠?yàn)镃NS疾病的治療帶來新的突破，進(jìn)一步推動(dòng)ASO藥物的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：https://www.cell.com/molecular-therapy-family/nucleic-acids/fulltext/S2162-2531(24)00048-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2162253124000489%3Fshowall%3Dtrue#secsectitle0010

編輯：王洪

排版：李麗