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非编码RNA (Noncoding RNAs,ncRNA) 是一类不编码蛋白质,但是能够产生调节基因表达和蛋白质功能的非编码转录物,占据了基因组中的较大部分。 ncRNA主要有目前已充分研究的较短的miRNA和最近发现的长的ncRNA (lncRNA)。迄今为止,两种类型的转录物的失调都与研究的每种癌症有关,并影响所有主要的癌症标志。此外,它们还与复杂的生物过程有关,例如免疫细胞发育和功能、免疫紊乱、神经发育和神经系统疾病。因此,靶向这些天然存在的ncRNA的是治疗各种疾病的一种非常有前途的的方法。 目前,FDA和/或欧洲药品管理局 (EMA) 批准了11种基于RNA的疗法,其目的是在肝脏、肌肉或中枢神经系统中进行基因修饰。所有这些疗法要么是导致特定基因下调的siRNA或反义寡核苷酸(ASO),要么是针对前mRNA剪接的ASO。此外,大量RNA疗法处于II期或III期临床开发阶段,包括较新的实体,如miRNA模拟物和antimiRs,但没有基于lncRNA的疗法进入临床。 使用基于miRNA的疗法具有双重优势。首先,与合成的化疗化合物或ASO 不同,miRNA 是人类细胞中天然存在的分子,因此具有处理和下游靶标选择的所有机制(图1)。其次,miRNA通过在一个途径中靶向多个基因而起作用,从而引起更广泛而特异性的反应。miR-15–miR-16 簇可下调包括BCL-2和MCL1在内的多种抗凋亡因子,是miRNA在多个水平上作用以影响相同癌症标志的一个很好的例子。因此,与仅影响单个靶基因的合成siRNA或ASO相比,使用或靶向天然存在的miRNA可能代表现有基于RNA的疗法的有希望的替代方案,并且可能会提高治疗效果。 ![]() lncRNA的多种功能库揭示了其治疗靶向的各种机会,其手段需要根据lncRNA 的作用模式进行调整。LncRNA靶向可能包括转录抑制、转录后抑制、二级结构形成或蛋白质相互作用的空间位阻、合成(例如,环状)lncRNA的引入,以及通过CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas13调节lncRNA基因组位点或表达模式。一个有趣的发展是对天然反义转录物 (NAT) 的探索:lncRNA 以反义方向转录到编码基因,并在顺式中对其进行负调节。以NAT为目标的ASO,称为“antagoNATs”,在中枢神经系统中的基因重新激活方面显示出非常有希望的临床前结果 所有基于RNA的疗法在临床上的转化都受到与特异性、递送和耐受性相关的问题的阻碍。特异性问题包括由于目标细胞以外的细胞摄取而导致的不希望的靶向效应,或由序列相似性或过量给药至远高于内源性预期的水平引起的脱靶效应。传递问题与三个主要点有关:“裸(naked)”、化学未修饰的RNA结构的不稳定性;它们低效的细胞内递送,这需要利用内体逃逸机制;并且缺乏适合靶向目标器官和细胞类型的递送载体。与此一致的是,临床试验最常因缺乏疗效而终止。耐受性问题是由病原体相关分子模式 (PAMP) 受体识别RNA结构引起的,例如Toll样受体 (TLR),导致不利的免疫效应。 基于RNA的疗法的成功应用需要前所未有的跨学科方法,包括分子生物学、免疫学、药理学、化学和纳米技术方面的技术进步。最佳的 RNA 治疗剂应经过广泛的免疫原性测试,经过化学修饰以改善药代动力学和药效学,在考虑生物分布模式和细胞内逃逸机制的情况下进行递送,与预期靶点特异性且有效地相互作用,并以最佳水平给药以触发预期效果. RNA 疗法在这些领域中的每一个都取得了显著进步,但它们的成功转化取决于进一步的跨学科发展,以提高耐受性、特异性和递送。这种跨学科方法的一个例子是使用超声和微泡靶向递送系统将 miRNA 抑制剂递送至心脏组织,该系统可抑制小鼠模型中的心脏肥大。尽管具有挑战性,但随着通过有价值的临床前工作出现的许多新的、有希望的和创造性的发展,RNA治疗领域面临的挑战最终将被克服。 参考文献Winkle, M., El-Daly, S.M., Fabbri, M. et al. Noncoding RNA therapeutics — challenges and potential solutions. Nat Rev Drug Discov 20, 629–651 (2021). |
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