有效提取药物分析物是药物代谢和药代动力学(DMPK)研究的关键方面。这长期用于小分子,仍然适用于寡核苷酸的生物分析。寡核苷酸药物及其代谢产物必须在生物流体和组织样品中进行定量。最新的寡核苷酸药物都经过广泛修饰和共轭。这些修改后的残基和共轭部分会使提取恢复和可重复性复杂化。在这项工作中,我们报告了有关如何实现改进提取的几个关键见解。使用弱阴离子交换(WAX)基于微板的固相萃取(SPE)设备来研究溶剂辅助蛋白酶K样品预处理的方案。直接注射LC-MS定量已证明了所有三种反义寡核苷酸(ASOS)的定量。
组成性异染色质负责基因组抑制富含重复序列、端粒和着丝粒的 DNA。在生理和病理性过早衰老过程中,异染色质稳态受到严重损害。在这里,我们表明 LINE-1(长散布核元件-1;L1)RNA 积累是典型和非典型人类早衰综合征的早期事件。L1 RNA 负向调节组蛋白赖氨酸 N -甲基转移酶 SUV39H1(抑制杂色 3-9 同源物 1)的酶活性,导致异染色质丢失和体外衰老表型的出现。使用特异性反义寡核苷酸 (ASO) 消除不同早衰综合征患者的真皮成纤维细胞中的 L1 RNA,可恢复异染色质组蛋白 3 赖氨酸 9 和组蛋白 3 赖氨酸 27 三甲基化标记,逆转 DNA 甲基化年龄,并抵消衰老相关分泌表型基因的表达,例如 p16、p21、激活转录因子 3 (ATF3)、基质金属肽酶 13 (MMP13)、白细胞介素 1a (IL1a)、BTG 抗增殖因子 2 (BTG2) 以及生长停滞和 DNA 损伤诱导 β (GADD45b)。此外,全身性输送 ASO 可挽救组织的组织生理学并延长 Hutchinson-Gilford 早衰综合征小鼠模型的寿命。 L1 RNA 耗尽后对人类和小鼠样本的转录分析表明,与核染色质组织、细胞增殖和转录调控相关的通路得到富集。同样,与衰老、炎症反应、先天免疫反应和 DNA 损伤相关的通路也下调。我们的研究结果强调了 L1 RNA 在早衰综合征中异染色质稳态中的作用,并确定了治疗过早衰老和相关综合征的可能治疗方法。
摘要:基于 RNA 干扰 (RNAi) 和反义寡核苷酸 (ASO) 的新型靶向疗法的发展正在呈指数级增长,通过以序列依赖的方式选择性地靶向 RNA 来治疗遗传病和癌症,这给治疗带来了挑战。多种疗法正在形成,可以通过沉默 RNA 来去除缺陷蛋白质(例如,Inclisiran 靶向蛋白质 PCSK9 的 mRNA,延长杂合家族性高胆固醇血症中 LDL 受体的半衰期),通过阻止 mRNA 翻译(即,Fomivirsen 结合 UL123-RNA 并阻止 CMV-视网膜炎中翻译成 IE2 蛋白),或通过重新激活修饰的功能性蛋白质(例如,Eteplirsen 能够通过跳过杜氏肌营养不良症中的外显子 51 来恢复功能较短的肌营养不良蛋白)或功能性不强的蛋白质。在最后一种情况下,使用 ASO 可以通过调节特定前 RNA 的剪接(例如,Nusinersen 作用于通常不表达的 SMN2 mRNA 中外显子 7 的剪接;它用于脊髓性肌萎缩)或通过下调转录水平(例如,Inotersen 作用于转甲状腺素 mRNA 以降低其表达;它用于治疗遗传性转甲状腺素淀粉样变性)来改变特定蛋白质的表达,以恢复生化/生理状况并改善生活质量。在精准医疗时代,最近,一种实验性的剪接调节反义寡核苷酸 Milasen 被设计并用于治疗一名 8 岁女孩,该女孩患有一种罕见、致命、进行性的神经退行性疾病,导致其在青春期死亡。在本综述中,我们总结了迄今为止主要政府监管机构批准用于治疗遗传疾病的主要转录治疗药物以及近期针对治疗癌症的临床试验。主要讨论了它们的作用机制、化学结构、给药和生物医学性能。
描述:乳腺癌是世界第二常见的癌症类型,强调了对乳腺癌的了解以及新型诊断和治疗策略的发展的需求。虽然只有2%的人类基因组编码蛋白质,但几乎93%的整个基因组可以主动转录,这表明各种非编码RNA在调节各种生理和病理过程中的作用。在当前的研究中,我们旨在使用反义寡核苷酸(ASO)使用CRISPR-CAS9基因组编辑技术和功能验证,以了解LNCRNA在乳腺癌中的作用及其作为疾病生物标志物和治疗靶标的潜在利用。该项目将涉及多种技术,包括生物信息学,下一代测序,细胞和分子生物学技术。
胰腺癌 (PC) 是最致命的癌症之一,5 年生存率接近 10%。由于 PC 具有高度异质性、促纤维化肿瘤微环境和低效药物渗透性,目前推荐用于治疗 PC 的化疗策略临床获益有限。基于核酸的靶向疗法已成为药物发现和靶向治疗领域的强大竞争对手。大量证据表明,基于抗体或适体的策略在很大程度上促进了药物在肿瘤中的积累增加,同时降低了系统性细胞毒性。本综述介绍了反义寡核苷酸 (ASO)、小干扰 RNA (siRNA)、微小 RNA (miRNA)、信使 RNA (mRNA) 和适体-药物偶联物 (ApDC) 在 PC 治疗中的进展,揭示了 PC 治疗的光明应用和发展方向。
对生物机制的理解使得开发第一种靶向疗法成为可能。这些疗法最初针对的是导致疾病或与疾病特别相关的蛋白质。对 ER 在乳腺癌中的作用的理解以及对其阻断机制的识别推动了针对所谓“激素依赖性”乳腺癌(ER 阳性、雌激素受体阳性)的激素疗法的开发。他莫昔芬现在是 ER 阳性乳腺癌的标准治疗方法。它通过竞争性抑制雌二醇与其受体的结合起作用(Jordan,2003 年)。针对特定表位的单克隆抗体也构成了一类非常重要的靶向疗法。它们彻底改变了哮喘等炎症性疾病的治疗(Pelaia 等人,2017 年)。然而,对导致疾病的基因变异的识别为使用靶向疗法提供了主要动力。例如,相互易位t(9; 22),即费城染色体,是慢性粒细胞白血病 (CML) 的标志。因此,t(9;22) 易位最先用于确诊 CML (Heisterkamp 等,1990 年;Rowley,1973 年)。这种易位会产生异常的融合基因 (BCR-ABL)。由此产生的 BCR-ABL 融合蛋白由于其组成性酪氨酸激酶活性而具有致癌特性 (Lugo、Pendergast、Muller 和 Witte,1990 年)。与蛋白激酶催化位点结合的 ATP 竞争性抑制剂的开发导致了一种特异性疗法:伊马替尼或 Gleevec ®,从而彻底改变了 CML 和其他疾病的治疗方式 (Kantarjian 和 Talpaz,2001 年)。同样,致癌 NTRK(神经营养性原肌球蛋白相关激酶)融合基因的鉴定最近导致了特异性抑制剂(larotrectinib 或 Vitrakvi ®、entrectinib 或 Rozlytrek ®)的开发,用于治疗成人和儿童的 NTRK 阳性癌症(Cocco、Scaltriti & Drilon,2018 年)。在肿瘤学中,针对复发性点突变的特异性抑制剂也得到了广泛开发(Martini、Vecchione、Siena、Tejpar & Bardelli,2012 年;Skoulidis & Heymach,2019 年)。在某些情况下,会产生很少或根本不产生蛋白质。胰岛素就是这种情况,胰岛素依赖型糖尿病(I 型)患者缺乏这种酶。患者接受胰岛素疗法治疗,通过施用替代蛋白质来忠实重现胰岛素生理分泌的效果。 1982 年,第一种人类胰岛素蛋白上市,开创了一种新模式:可以修改激素蛋白的序列,使其药代动力学特性与患者的生理需求相匹配(McCall & Farhy,2013 年)。除了这些“蛋白质特异性”疗法外,还开发了针对 DNA(脱氧核糖核酸)的方法。至于蛋白质,最初的治疗尝试是基于对 DNA 的整体改变,例如通过使用烷化剂。这些药物会诱导非特异性共价键的产生,从而产生 DNA 加合物。它们会破坏复制和转录,这解释了它们在癌症治疗中的用途(Noll、Mason 和 Miller,2006 年)。插入也是小平面分子与 DNA 的一种特殊结合模式。它们会改变 DNA 的构象,破坏 DNA 和 RNA 聚合酶的活性(Binaschi、Zunino 和 Capranico,1995 年)。靶向 DNA 的分子并不局限于肿瘤学应用。例如,甲氨蝶呤是一种在细胞周期 S 期抑制核酸合成的抗代谢物,它已经取代了传统上使用的银盐用于治疗类风湿性关节炎(Browning、Rice、Lee 和 Baker,1947 年)。除了这些以非特异性方式与 DNA 相互作用的分子之外,人们还设想了针对性策略,以纠正导致疾病的有害基因。这种方法被称为基因疗法(Kaufmann、Büning、Galy、Schambach 和 Grez,2013 年)。一个非常有前景的例子(正在申请上市许可 [MA])涉及治疗 β 地中海贫血症,这是一种血红蛋白遗传性疾病。在这里,患者的干细胞被分离并被改造以替换有害基因,这样它们就可以产生正常的血红蛋白。然后将改造后的细胞注射回患者体内(Cavazzana-Calvo 等人,2010 年;Thompson 等人,2018 年)。这些令人惊叹的方法可以用于治疗许多疾病,包括糖尿病,尽管它们的实施非常复杂。最后,长期以来被认为是简单中间分子的 mRNA 最近已成为感兴趣的治疗靶点。 mRNA 是精细转录和转录后调控的位点,与许多疾病有关。因此,近年来 RNA 分子也受到关注,因为这些分子与蛋白质和 DNA 一样,是开发靶向疗法的候选分子(Disney、Dwyer 和 Childs-Dis-ney,2018 年)。第一种反义寡核苷酸 (ASO) 就是在这种背景下出现的。ASO 是单链合成 RNA 或 DNA 分子,平均长度为 12 至 25 个核苷酸。它们的序列与其靶标的序列互补,以确保特异性。因此,ASO 的序列由其靶标的序列决定。此外,这些分子可以定位在细胞质和细胞核中,从而可以到达细胞质和/或细胞核靶标(参见 Potaczek、Garn、Unger 和 Renz,2016 年的综述)。 ASO 经过化学改性,免受核酸酶的作用(否则会降解它们),并允许它们穿过质膜而无需矢量化。根据这些变化,ASO 可分为三代(如下所述)(图 1)。ASO 的化学性质很重要,因为它决定了其作用方式(降解目标 RNA 或掩盖位点而不降解)。因此,ASO 可以进行广泛的调节,
尽管近年来分子医学实践取得了巨大进步——反义寡核苷酸 (ASO) 疗法和首个基于 CRISPR 的疗法的获批就是明证——但神经退行性疾病,如朊病毒病、亨廷顿氏病、阿尔茨海默氏病和帕金森氏病,仍然是一项艰巨的挑战。有毒蛋白质聚集与神经退行性疾病有关,这表明基因沉默是一种广泛适用的治疗策略。尽管 ASO 和基于 CRISPR 的沉默具有抑制致病蛋白表达的潜力,但努力尚未成功。在本期第 1421 页,Neumann 等人。( 1 ) 报道了一种新的表观遗传编辑器,可以抑制小鼠大脑中朊病毒蛋白 (PrP) 的表达,为治疗神经退行性疾病提供了一种新方法。
心脏致力于识别和抵消缺血性心力衰竭以及特定心脏疾病(如肥大性和扩张性心肌病)的广泛区域的分子机制。心脏主要试图推进一类新型的反义寡核苷酸(ASO),以所谓的非编码RNA(NCRNA)能够同时在几种关键疾病途径上作用,从而触发了一致的治疗性治疗,从而对心脏疾病的关键标志,包括心脏超高症,包括纤维化,富有纤维化,不受欢迎,并改善了富有污染物,并改良了。尽管NCRNA并未转化为蛋白质,但它们对于调节关键细胞过程很重要,并且它们的失调是许多疾病的标志。凭借其在RNA生物学方面的深刻知识,Cardior正在开发一种临床导向的方法,以恢复心脏病病理过程中这些主要参与者的正常水平和功能。
摘要 背景 调节性 T 细胞 (Treg) 谱系由转录因子 FOXP3 定义,它控制免疫抑制基因表达谱。Treg 通常以高频率被招募到肿瘤微环境中,在那里它们可以抑制抗肿瘤免疫力。我们假设,通过系统递送的未配制的受限乙基修饰反义寡核苷酸对 FOXP3 进行药理学抑制可以调节 Treg 的活性并增强抗肿瘤免疫力,从而在癌症模型中并可能在人类中提供治疗益处。方法 我们已经确定了鼠 Foxp3 反义寡核苷酸 (ASO) 和临床候选人类 FOXP3 ASO AZD8701。在培养的 Treg 和小鼠同基因肿瘤模型中测试了 FOXP3 抑制剂对 Treg 功能和抗肿瘤免疫的药理学和生物学效应。实验由载体和非靶向对照 ASO 组以及使用多个独立的 FOXP3 ASO 进行控制。通过单因素或双向方差分析和多重比较来评估生物学效应的统计学意义。结果 AZD8701 在临床相关剂量下在人源化小鼠中表现出剂量依赖性地敲低原代 Treg 中的 FOXP3、降低抑制功能和有效下调靶标。替代鼠 FOXP3 ASO 可有效下调原代 Treg 中的 Foxp3 信使 RNA 和蛋白质水平,并在体外免疫抑制试验中降低 Treg 抑制功能。FOXP3 ASO 在体外和体内使 Treg 中的 FOXP3 水平降低 70% 以上,强烈调节 Treg 效应分子(例如 ICOS、CTLA-4、CD25 和 4-1BB),增强 CD8 + T 细胞活化并在同基因肿瘤模型中产生抗肿瘤活性。FOXP3 ASO 与免疫检查点阻断的结合进一步增强了抗肿瘤功效。结论 FOXP3 反义抑制剂提供了一种有前途的新型癌症免疫治疗方法。AZD8701 正在作为同类首创药物进行临床开发