近年来,小型非编码RNA(NCRNA)已成为癌症治疗领域的新参与者。其独特的能力直接调节遗传网络并靶向癌症将其定位为对现有小分子药物的有价值的补充。同时,基于NCRNA的小型治疗剂的进步重新点燃了对体内递送策略的效率。在这篇综述中,我们概述了基于NCRNA的小型癌症治疗领域中最新的临床和临床前研究。此外,我们阐明了将这些有希望的疗法成功地转化为临床实践所面临的关键挑战,并特别着眼于递送方法,旨在刺激创新方法来解决癌症治疗的这一基础方面。
在临床前研究中,利用单个 gRNA 对血管内皮生长因子 A (Vegfa) 进行基于成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 的基因组破坏可抑制脉络膜新生血管 (CNV),为新生血管性年龄相关性黄斑变性 (AMD) 的长期抗血管生成治疗提供了前景。使用 CRISPR-CRISPR 相关核酸内切酶 (Cas9) 和多个向导 RNA (gRNA) 进行基因组编辑可以通过用基因截断增强插入-缺失 (indel) 突变来增强基因消融效果,但也可能增加脱靶效应的风险。在本研究中,我们比较了腺相关病毒 (AAV) 介导的 CRISPR-Cas9 系统使用单个和配对 gRNA 靶向 Vegfa 基因中在人类、恒河猴和小鼠中保守的两个不同位点的有效性。配对 gRNA 在体外增加了人类细胞中 Vegfa 基因消融率,但在体内并未增强小鼠眼中的 VEGF 抑制。与单个 gRNA 系统相比,使用配对 gRNA 的基因组编辑也显示出相似程度的 CNV 抑制。使用通过测序 (GUIDE-seq) 实现的全基因组无偏双链断裂 (DSB) 识别进行的无偏全基因组分析揭示了由第二个 gRNA 引起的微弱脱靶活性。这些发现表明,使用两个 gRNA 进行体内 CRISPR-Cas9 基因组编辑可能会增加基因消融,但也可能会增加脱靶突变的潜在风险,而针对 Vegfa 基因中的另一个位点作为新生血管性视网膜疾病治疗的功能益处尚不清楚。
CRISPR/Cas9 介导的转录激活 (CRISPRa) 是研究复杂生物现象的有力工具。尽管基于 VP64 转录激活因子的 CRISPRa 方法已在培养细胞和动物模型中得到广泛研究,并且对体内各种细胞类型和发育阶段表现出极大的通用性,但不同的 dCas9-VP64 版本尚未进行严格比较。在这里,我们比较了相同环境下的不同 dCas9-VP64 构建体(包括所用的细胞系和转染条件)激活内源和外源基因的能力。此外,我们研究了将 VP64 添加到基于 VP64 和 p300 的构建体的最佳方法。我们发现 MS2-MCP 支架 VP64 比直接将 VP64 融合到 dCas9 的 N 端更好地增强了基础 dCas9-VP64 和 dCas9-p300 活性。对于所有测试的靶基因,dCas9-VP64+MCP-VP64 和 dCas9-p300+MCP-VP64 均优于 VP64-dCas9-VP64。此外,使用 dCas9-VP64+MCP-VP64 或 dCas9-p300+MCP-VP64 进行多重 gRNA 表达可显著增强内源基因激活,达到与使用单个 gRNA 的 CRISPRa-SAM 相当的水平。我们的研究结果表明 dCas9-VP64 CRISPRa 系统有所改进,有助于开发多功能、高效的 CRISPRa 平台。
强迫症(OCD)是一种普遍的神经精神疾病,其遗传基础不完整,阻碍了靶向治疗方法。使用来自我们所有人队列的全基因组测序(2,276例OCD病例,13,517个对照),我们评估了反义长期非编码RNA(LNCRNA)中的稀有变体。OCD病例表现出这些变体的显着富集,尤其是在进化约束的反义转录本中(相对风险= 1.52,p = 0.005)。负担分析鉴定出与OCD:A2ML1-AS1(OR = 4.5,P = 0.001)和NFIB-AS1(OR = 3.6,P = 0.002)的两个LNCRNA。这些LNCRNA中的罕见变体位于影响相邻神经发育基因的调节区域,并与与OCD有关的脑区域中的基因表达相关。鉴于它们在基因调节,组织特异性表达和对细胞状态的反应性中的关键作用,反义LNCRNA代表了有希望的生物标志物和治疗靶标。我们的发现扩大了强迫症的遗传结构,并强调了基于RNA的精度疗法对个性化临床干预的潜力。
1 Scilore LLC,美国德克萨斯州金斯伯里,2个生物学研究所,菲律宾大学迪利曼大学科学学院,菲律宾Quezon City,菲律宾3,3 Manila De Manila大学医学和公共卫生学院,菲律宾,PASIPPIPS,PASIPPINS PASIPPINES,PERCERMOLOGY,PORCONOLOGY,POTERMELOGY,PORCERMELIMS,POTERMALOGY,PICERNE,POSERMALOGY,PORBERUM,POSERMELIM,POSERMALOGY,PORBERUM,POSERMEL,澳大利亚墨尔本大学,墨尔本大学墨尔本大学肿瘤学系6国立菲律宾菲律宾大学迪利曼大学科学学院分子生物学与生物技术研究所,菲律宾Quezon City,7菲律宾马尼拉,马尼拉,菲律宾,9个心理健康研究部门,国家心理健康中心,菲律宾曼德鲁扬市
CRISPR 介导的基因扰动研究的成功高度依赖于 gRNA 的质量,并且已经开发了几种工具来实现最佳的 gRNA 设计。然而,这些工具并不都适用于最新的 CRISPR 模式或核酸酶,也没有提供全面的注释方法或用于高级 CRISPR 应用的可扩展性。在这里,我们介绍了一个新的 R 包生态系统,它能够为多种 CRISPR 技术实现高效的 gRNA 设计和注释,包括 CRISPR 敲除、CRISPR 激活 CRISPR 干扰和 CRISPR 碱基编辑。核心包 crisprDesign 提供了一个全面、用户友好且统一的界面,可通过几种比对方法添加靶向和脱靶注释、丰富的基因和 SNP 注释以及十几个靶向和脱靶活动分数。这些功能适用于任何 RNA 或 DNA 靶向核酸酶,包括 Cas9、Cas12 和 Cas13。我们通过为三个案例研究设计最佳 gRNA 来说明我们工具的普遍适用性:使用碱基编辑器 BE4max 平铺 BRCA1 的 CRISPRbe 库、使用 CasRx 平铺 CD46 和 CD55 的 RNA 靶向库以及使用 CRISPRa 激活 MMP7。我们的 R 软件包套件是开源的,并通过 Bioconductor 项目部署,以方便 CRISPR 社区使用它们。
基因组编辑工具,如锌指核酸酶、转录激活因子样效应核酸酶、CRISPR-Cas 系统和 CRISPR-Cas 衍生物(胞嘧啶和腺苷碱基编辑器),已广泛应用于基因组操作,并显示出它们的治疗潜力。除了基因组编辑技术之外,RNA 碱基编辑技术也得到了开发 1 。由于 RNA 编辑是可逆的、可调控的,并且不会导致基因组的永久性改变,因此它在治疗应用中可能具有一定的优势。对于腺苷的 RNA 编辑,作用于 RNA 的腺苷脱氨酶 (ADAR) 家族的成员,如 ADAR1(异构体 p110 和 p150)和 ADAR2(参考文献 2、3),已被设计用于将腺苷 (A) 精确转化为肌苷 (I) 1 。 ADAR1/2 的催化底物是双链 RNA,ADAR1/2 的脱氨酶结构域负责 A 到 I 的 RNA 编辑 4、5。肌苷被识别为鸟苷 (G),并在随后的细胞翻译过程中与胞苷 (C) 配对 3。为了实现靶向 RNA 编辑,ADAR 蛋白(或其脱氨酶结构域 ADAR DD)已与多种 RNA 靶向模块融合,例如 λ N 肽 6 – 8、SNAP 标签 9 – 13 和 Cas13 蛋白 14。此外,可以利用带有 R/G 基序的工程向导 RNA 与异位表达的 ADAR1 或 ADAR2 蛋白偶联来实现靶向 RNA 编辑 15 – 18。然而,外源编辑酶的异位表达与几个问题有关,包括基因组和/或 RNA 转录物的大量全局脱靶编辑 19 – 23 、免疫原性 24 – 27 、致癌性 28 – 30 和递送障碍 24 。 Stafforst 团队和我们自己报告的两种 RNA 编辑技术 RESTORE 31 和 LEAPER 32 利用内源性 ADAR 对 RNA 进行可编程编辑,而无需引入
摘要。食管癌的预后不佳。已获批准的药物主要集中在治疗效果一般的化疗上。最近,检查点抑制单克隆抗体 Pembrolizumab 获批。为了确定治疗食管鳞状细胞癌 (ESCC) 的新靶点和方式,我们在文献中搜索了与 ESCC 发病机制有关的 circRNA。我们确定了两个下调和 17 个上调的 circRNA,以及一个在临床前体内系统中有效的合成 circRNA。下调的 circRNA 吸收针对肿瘤抑制基因的 microRNA。上调的 circRNA 吸收针对 mRNA 的 microRNA,后者编码具有促肿瘤功能的蛋白质。我们讨论了下调 circRNA 的重建和使用短干扰 RNA (siRNA) 相关实体抑制上调 circRNA 等问题。此外,我们还讨论了已确定靶点的药物可行性问题。
iSG20是IFN诱导的3 9 - 5 9 RNA外核酸酶,充当广泛的抗病毒因子。目前,将RNA暴露于ISG20的特征尚不清楚,尽管最近的研究表明,上映组的修饰在目标RNA对ISG20的敏感性中的调节作用。这些发现提出了一个问题,即这些修饰很丰富的细胞RNA如何应对ISG20。为了获得对该主题的无偏见,我们使用RNA-Seq和生化测定法确定调节RNA对ISG20行为的元素。RNA-SEQ分析不仅表明了细胞转录组的一般保存,而且还强调了组蛋白mRNA水平的小但可检测到的降低。与所有其他细胞蛋白的mRNA相反,组蛋白mRNA是未多烯基化的,并且在其3 9末端呈短茎 - 循环 - 促使我们检查了这些特征与ISG20降解之间的关系。我们获得的结果表明,RNA 3 9尾部上的poly(a)结合蛋白负载提供了针对ISG20的原始保护,很容易解释RNA-Seq观察到的细胞mRNA的总体保护。末端茎 - 循环RNA结构以前与ISG20保护有关。在这里,我们重新研究了这个问题,发现抗药性和对ISG20的敏感性之间的平衡取决于其治疗性稳定性。这些结果为调节ISG20的不同类别病毒的敏感性的复杂相互作用提供了新的启示。
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