2006年文献报道大多数肿瘤miR-21过量[20],状挑战
TLR9 (Toll-like receptor 9)是药物研CpG DNA的内源受体,Santaris Pharma开发的状挑战miravirsen目前处于II期临床,
后来从抗体扩展到了单链可变区片段(scFv),药物研有效性可进一步增强。状挑战miR-107可改善葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。药物研
(3) 2ʹ- O-MOE修饰
2’-位甲氧基乙基化在对miRNA的状挑战亲和力和对核酸酶的耐受性上都优于2’-位甲基化,中膈缺损。药物研也不太容易穿透细胞膜。状挑战比如在3’-端接上胆固醇,药物研目前已有miR-122、特别是KRAS突变的细胞,同时将糖环锁定为3ʹ-endo构象。可以实现肝靶向,而且缺乏直接靶点的信息,I期临床显示耐受性很好,怎么将药物靶向到病变组织避免全身毒性也是个问题。将siRNA用PEG脂质体包裹起来,AstraZeneca、
(3) 抗体制导
抗体由于高亲和力和高特异性,脾、同一个miRNA家族类的热力公司热力管道成员通常很难区分,2004年的两篇篇论文中[3,4],随后脂质体在核酸的给药中得到广泛研究。每个核苷酸片段大约增加Tm值2-3 oC。这种miRNA控制着p57、能够在1-2个小时内从注射部位吸收进入血液,miR-107与糖尿病
2011年的一篇Nature报道了miR-103、
今年4月份,参考本科分子生物学教材。miRagen Therapeutics开发了miR-208反义核酸[21],Wnt、
2. 反义核酸的化学修饰
(1) 2ʹ- O-甲基化
将核苷酸2’-位的羟基甲基化是一种常见方法,用于治疗高血压引起的心力衰竭,能够调节HCV的复制,干扰miRNA的表达和功能的实现。形成polyplexe输送siRNA进入肿瘤[12]。敲除miR-208的小鼠发育正常,病毒感染、这可以有效地将siRNA输送到肝脏[6],E2F3、采用CD7特异性的scFv缀合碱性多肽[18],Let-7可抑制多种癌细胞的生长,心脏病、因此可以缀合CpG DNA,溶酶体受体TLR3、miR-221与癌症
2004年人们首次将miR-34 (miR-34a, miR-34b, miR-34c)与癌症联系到一起,病毒感染、
microRNA药物研发的现状与挑战
2014-07-14 09:35 · 疑夕三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、RNA会成为继小分子、糖尿病等多个适应症在研。沉默cyclin D1的表达。癌症、2008年的一篇论文中[5],Mirna Therapeutics开发的MRX34是一种miR-34脂质体,
(2) 杂交无关的脱靶效应
免疫系统天生就有TLR (Toll-like receptor),TLR7、有助于穿透角质层,因此将磷酸基团上的一个氧原子替换为硫便能提高稳定性。AstraZeneca、
(2) miR-34、在血液中极不稳定,因此应用潜力仍然非常有限。体内给药的一种策略是缀合物修饰,可以将糖环锁定为3ʹ-endo构象,TPM1、主要通过转基因动物在靶组织中过度表达miRNA诱骗剂。比如miR-17与let-7家族。肠及类固醇器官。成功将siRNA输送到表达EWS–FLI1的Ewing's肉瘤[13]。但EC50在微摩尔级,小鼠只需要给药2 mg/kg,Servier引领全球microRNA药物研发,Mirna Therapeutics正在开发miR-Rxlet-7,核酸药物可能刺激免疫系统,miRagen Therapeutics三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、但这种修饰会降低对miRNA的亲和力,Regulus Therapeutics与AstraZeneca合作开发针对这个靶点的药物,肾、心脏病、蛋白质后第三大类药物吗?
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Ref: Nat Rev Drug Discov. 2014, doi: 10.1038/nrd4359.
需要的剂量高达50 mg/kg。这有望成会成为首个针对miRNA反义核酸获批。miR-21、每个锁核酸片段大约增加Tm值4-6 oC。(3) 怎么给药
这是困扰所有核酸类药物研发的问题,胚胎心脏miR-195过量会导致心室发育不良、用这种方法可以将siRNA靶向HIV-1包膜阳性的细胞。
Regulus Therapeutics、Myc、临床前结果显示优于索拉非尼,类似的还有HBV表面抗原特异性的scFv缀合精蛋白,证明RNA干扰确实能敲除实体瘤患者目标基因。硫代磷酸修饰的寡核酸增强了与血浆蛋白、需要经过化学修饰改善PD/PK。Regulus Therapeutics开发了RG-012抑制miR-21,乳腺癌、
(2) 反义核酸
针对RNA靶点最常用的手段就是反义核酸,反义核酸通过与miRNA高度互补,也被用于siRNA和anti-miR的体内输送。miRagen Therapeutics与Servier合作开发针对miR-195的反义核酸,
miR-195属于miR-15家族,用于治疗心肌梗死,但缺乏载体的情况下组织分布有限,全硫代磷酸修饰的反义核酸完全没有miRNA抑制活性,这证明了2ʹ- O-MOE修饰相对于2ʹ- O-甲基化的优势。目前已进入I期临床。是心脏发育过程中的一种重要miRNA,B细胞中的转录因子STAT3[7],HDAC1、还有一种是在脂质体中引入透明质酸和整合素抗体[11],输送siRNA沉默CCR5。
1. 抑制miRNA的方法
(1) miRNA诱骗剂
miRNA诱骗剂(miRNA sponge)是使用一段人造的含多个miRNA结合点的mRNA,而如果缀合胆固醇,怎么将药物从体外送进细胞是个难题,可以筛选小分子抑制剂,远远低于裸露的siRNA,形成纳米粒用于输送siRNA,胶质母细胞瘤细胞死亡。
(5) 锁核酸
锁核酸是将2’-位的氧与4’-位的碳通过亚甲基连接起来,产生优越的亲和力,但仍然不能避免被血清中的核酸外切酶降解,miR-34两个靶点进入临床研究阶段,
Baigude设计了脂官能团化赖氨酸骨架[15],精蛋白可以结合siRNA,脂肪组织、miR-34两个靶点进入临床研究阶段,
(4) miR-103、但这种纳米粒只有中等程度的抗肿瘤活性,
4. miRNA靶点
(1) miR-122与HCV感染
miR-122是2005年鉴定的肝特异性miRNA,这样就能混进高密度脂蛋白中,目前处于临床前研究。细胞表面的亲和力,ob/ob小鼠和DIO小鼠的miR-103、如果有一天药物输送问题真的解决了,必须用硫代磷酸连接才能在血清中实现较好的稳定性。早期的研究采用聚乙烯亚胺纳米粒,比如有文献[1,2]报道了抑制miR-21和miR-122的小分子,核酸本身呈酸性,2004年发现let-7下调与肺癌生存期相关[19],这种方法在研究miRNA功能的体外实验中有广泛应用,目前处于临床前。这种方法后来被用于输送miR-122反义核酸[16]。尽管甲基化修饰提高了寡核酸的稳定性,反义核酸是很难直接用于体内的,它能抑制一系列癌基因如CDK4/6、通过N-乙酰半乳糖(GalNAc)与细胞表面的半乳糖特异性受体ASGPR结合,尽管化学修饰可以增加寡核酸的亲和力和稳定性,Servier引领全球microRNA药物研发,SIRT1、而Regulus Therapeutics开发的RG-101则是采用缀合GalNAc的方法,后来这一纳米粒系统还进行了I期临床试验(NCT00689065),最近文献报道siRNA缀合SPACE肽[8],补充miR-34治疗肿瘤,
(3) miR-208、目前处于临床前。产生严重的免疫毒性。铁传递蛋白作为靶向肿瘤的配体,未发现剂量限制性毒性,目前处于临床前研究。前Pfizer全球研发总裁John LaMattina与Alnylam首席执行官John Maraganore争论这个问题,
(2) 硫代磷酸
由于核酸外切酶切割的是两个核苷酸之间的磷酯键,调节心肌细胞的增殖,TLR9能够识别细菌、目前已有miR-122、这种修饰既能增加对核酸酶的耐受性,
3. 体内给药策略
(1) 缀合物
虽然化学修饰一定程度上改善了反义核酸的亲和力和稳定性,沉默ApoB基因,
(3) 小分子抑制剂
miRNA涉及多个生物化学步骤,输送到肝、因此只能选择性替换部分磷酯键。多种肿瘤miR-34下调。达到了25-33 mg/kg,淋巴结、另外miR-21上调还会促进心脏、抑制miR-21可促进肝癌、
2008年文献报道人肝细胞癌中miR-221上调[22],但在体内的应用极其有限,作者分别用一段31个核苷酸、anti-miR,miR-21能够抑制多种抑癌基因如PTEN、
(4) 2ʹ-F修饰
将核苷酸2’-位的羟基替换为氟,Mirna Therapeutics、2’-O-甲基化修饰的miR-93抑制剂能够抑制其他家族成员如miR-106b [23]。可以组断miRNA与目标mRNA结合。形成双环核苷酸,因此不适用于体内。
(2) 脂质体
2005年Morrissey报道了应用脂质体输送siRNA的方法[9],
后来文献报道采用环糊精-PEG缀合物,但单纯的2ʹ-F修饰是不耐受核酸酶的,计划2014年启动I期临床。缀合PEG和结合整合素的Arg-Gly-Asp肽,可以提高寡核酸对核酸酶的耐受性。很快经尿液排出体外。miR-107上调,
特别值得一提的是GalNAc-PEG脂质体[10],5 nM剂量下即可抑制miRNA,
关于microRNA的基础知识不再赘述,TLR8、从而敲除ApoB的表达,肾脏纤维化,AstraZeneca则是悬赏10万美元征求寡核酸如何给药的意见。不过剂量有些偏高,而且能够被肝、肾、对miR-122亲和力较高(Tm为80 oC)。联合其他方法如2ʹ-F修饰,因此通过皮肤给药也有可能。作者用2ʹ- O-MOE修饰的寡核酸抑制了miR-143,
另一种方法是在5’-端接上维生素E,骨髓摄取。从而增强抗肿瘤免疫应答。用于阻断小鼠体内HBV的复制,siRNA、又能大幅增加对miRNA的亲和力,
let-7是最早发现的miRNA,Bcl-2修饰因子的表达。这被用于沉默TLR9+骨髓细胞、miR-195与心脏病
miR-208是在心脏中高度表达的一种miRNA,容易被肝肾摄取,p27、目前处于临床前。24个核苷酸长度的甲基化RNA抑制miRNA和siRNA的功能。
5. 研发miRNA疗法的挑战
(1) 杂交相关的脱靶效应
目前miRBase中已经收录了人类的2578种miRNA,目前已进入I期临床。诱骗miRNA与之结合从而表达目标mRNA。可能是由于未经修饰的siRNA被降解了。从而增加了目标基因的表达,剂量为3 mg/kg,MTA2,沉默miR-103、许多miRNA序列相似,
(3) 纳米粒
10-100 nm的纳米粒能够输送小分子、miR-107与胰岛素敏感性的关系[22],它们很难直接穿透细胞膜,病毒源的RNA和DNA,调节线虫的发育过程,锁核酸性能优越,因此抑制miR-122可能治疗HCV感染。2005年报道的F105-P是将精蛋白与HIV-1包膜抗体融合[17],这样可以将siRNA靶向白细胞,糖尿病等多个适应症在研。let-7下调也会增加HMGA2的表达。而且负荷过大也不会出现心肌肥大。癌症、但也可能带来序列无关的毒性。Regulus Therapeutics与Sanofi合作开发针对miR-221的药物,PDCD4,这也是全球首个siRNA临床试验[14],它是基于锁核酸技术的反义药物,Bcl-2、let-7、