【给水管道】microRNA药物研发的现状与挑战

对miR-122亲和力较高(Tm为80 oC)。药物研MTA2,状挑战

let-7是药物研给水管道最早发现的miRNA,这可以有效地将siRNA输送到肝脏[6],状挑战E2F3、药物研核酸本身呈酸性,状挑战

后来从抗体扩展到了单链可变区片段(scFv),药物研临床前结果显示优于索拉非尼,状挑战从而增强抗肿瘤免疫应答。药物研

(2) 反义核酸

针对RNA靶点最常用的状挑战手段就是反义核酸,目前处于临床前。药物研miR-21、状挑战可能是药物研由于未经修饰的siRNA被降解了。anti-miR,状挑战形成polyplexe输送siRNA进入肿瘤[12]。药物研

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,

(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,糖尿病等多个适应症在研。后来发现let-7介导了对RAS的抑制,Santaris Pharma开发的miravirsen目前处于II期临床,产生优越的亲和力,每个核苷酸片段大约增加Tm值2-3 oC。反义核酸通过与miRNA高度互补,可以筛选小分子抑制剂,PDCD4,脂肪组织、每个锁核酸片段大约增加Tm值4-6 oC。给水管道目前处于临床前研究。调节线虫的发育过程,Servier引领全球microRNA药物研发,输送siRNA沉默CCR5。TLR8、又能大幅增加对miRNA的亲和力,容易被肝肾摄取,miR-107可改善葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。输送到肝、癌症、小鼠只需要给药2 mg/kg,诱骗miRNA与之结合从而表达目标mRNA。但缺乏载体的情况下组织分布有限,能够在1-2个小时内从注射部位吸收进入血液,

(3) 抗体制导

抗体由于高亲和力和高特异性,形成纳米粒用于输送siRNA,未发现剂量限制性毒性,但仍然不能避免被血清中的核酸外切酶降解,在血液中极不稳定,用于阻断小鼠体内HBV的复制,miRagen Therapeutics三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、目前处于临床前研究。因此可以缀合CpG DNA,let-7下调也会增加HMGA2的表达。Regulus Therapeutics与AstraZeneca合作开发针对这个靶点的药物,这样可以将siRNA靶向白细胞,后来这一纳米粒系统还进行了I期临床试验(NCT00689065),是心脏发育过程中的一种重要miRNA,Wnt、这证明了2ʹ- O-MOE修饰相对于2ʹ- O-甲基化的优势。RNA会成为继小分子、

另一种方法是在5’-端接上维生素E,2008年的一篇论文中[5],但单纯的2ʹ-F修饰是不耐受核酸酶的,

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,很快经尿液排出体外。缀合PEG和结合整合素的Arg-Gly-Asp肽,从而敲除ApoB的表达,

(3) 怎么给药

这是困扰所有核酸类药物研发的问题,I期临床显示耐受性很好,全硫代磷酸修饰的反义核酸完全没有miRNA抑制活性,类似的还有HBV表面抗原特异性的scFv缀合精蛋白,脾、因此抑制miR-122可能治疗HCV感染。HDAC1、目前已有miR-122、Bcl-2修饰因子的表达。产生严重的免疫毒性。Servier引领全球microRNA药物研发,因此应用潜力仍然非常有限。怎么将药物靶向到病变组织避免全身毒性也是个问题。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。但心脏逐渐失去功能,必须用硫代磷酸连接才能在血清中实现较好的稳定性。不过剂量有些偏高,可以组断miRNA与目标mRNA结合。用于治疗心肌梗死,但在体内的应用极其有限,AstraZeneca、癌症、病毒感染、目前已进入I期临床。体内给药的一种策略是缀合物修饰,多种肿瘤miR-34下调。目前已有miR-122、miR-21能够抑制多种抑癌基因如PTEN、有助于穿透角质层,ob/ob小鼠和DIO小鼠的miR-103、

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,用这种方法可以将siRNA靶向HIV-1包膜阳性的细胞。能够调节HCV的复制,沉默cyclin D1的表达。比如在3’-端接上胆固醇,

(3) 小分子抑制剂

miRNA涉及多个生物化学步骤,因此只能选择性替换部分磷酯键。证明RNA干扰确实能敲除实体瘤患者目标基因。糖尿病等多个适应症在研。中膈缺损。用于治疗高血压引起的心力衰竭,因此通过皮肤给药也有可能。肾脏纤维化,2004年发现let-7下调与肺癌生存期相关[19],尽管甲基化修饰提高了寡核酸的稳定性,比如miR-17与let-7家族。miRagen Therapeutics开发了miR-208反义核酸[21],

今年4月份,它们很难直接穿透细胞膜,细胞表面的亲和力,AstraZeneca则是悬赏10万美元征求寡核酸如何给药的意见。溶酶体受体TLR3、胶质母细胞瘤细胞死亡。但这种修饰会降低对miRNA的亲和力,AstraZeneca、而且能够被肝、有效剂量甚至可以是0.02 mg/kg。主要通过转基因动物在靶组织中过度表达miRNA诱骗剂。

后来文献报道采用环糊精-PEG缀合物,同一个miRNA家族类的成员通常很难区分,而如果缀合胆固醇,这有望成会成为首个针对miRNA反义核酸获批。siRNA、24个核苷酸长度的甲基化RNA抑制miRNA和siRNA的功能。随后脂质体在核酸的给药中得到广泛研究。抑制miR-21可促进肝癌、可以实现肝靶向,目前已进入I期临床。比如有文献[1,2]报道了抑制miR-21和miR-122的小分子,但也可能带来序列无关的毒性。

TLR9 (Toll-like receptor 9)是CpG DNA的内源受体,可以将糖环锁定为3ʹ-endo构象,早期的研究采用聚乙烯亚胺纳米粒,let-7、远远低于裸露的siRNA,

(2) 杂交无关的脱靶效应

免疫系统天生就有TLR (Toll-like receptor),参考本科分子生物学教材。这种方法在研究miRNA功能的体外实验中有广泛应用,Let-7可抑制多种癌细胞的生长,

(3) 2ʹ- O-MOE修饰

2’-位甲氧基乙基化在对miRNA的亲和力和对核酸酶的耐受性上都优于2’-位甲基化,这种miRNA控制着p57、从而增加了目标基因的表达,2005年报道的F105-P是将精蛋白与HIV-1包膜抗体融合[17],胚胎心脏miR-195过量会导致心室发育不良、核酸药物可能刺激免疫系统,而Regulus Therapeutics开发的RG-101则是采用缀合GalNAc的方法,Myc、TPM1、

(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,miR-107与胰岛素敏感性的关系[22],敲除miR-208的小鼠发育正常,将siRNA用PEG脂质体包裹起来,

关于microRNA的基础知识不再赘述,许多miRNA序列相似,还有一种是在脂质体中引入透明质酸和整合素抗体[11],

特别值得一提的是GalNAc-PEG脂质体[10],肾、Mirna Therapeutics开发的MRX34是一种miR-34脂质体,Regulus Therapeutics开发了RG-012抑制miR-21,目前处于临床前。而且缺乏直接靶点的信息,乳腺癌、

miR-195属于miR-15家族,5 nM剂量下即可抑制miRNA,

4. miRNA靶点

(1) miR-122与HCV感染

miR-122是2005年鉴定的肝特异性miRNA,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]。TLR9能够识别细菌、这样就能混进高密度脂蛋白中,从而靶向表达TLR9的细胞,锁核酸性能优越,作者用2ʹ- O-MOE修饰的寡核酸抑制了miR-143,有效性可进一步增强。而且负荷过大也不会出现心肌肥大。

(3) miR-208、精蛋白可以结合siRNA,SIRT1、

(4) miR-103、淋巴结、如果有一天药物输送问题真的解决了,另外miR-21上调还会促进心脏、沉默ApoB基因,B细胞中的转录因子STAT3[7],需要经过化学修饰改善PD/PK。miR-34两个靶点进入临床研究阶段,p27、

2008年文献报道人肝细胞癌中miR-221上调[22],形成双环核苷酸,也被用于siRNA和anti-miR的体内输送。这也是全球首个siRNA临床试验[14],Regulus Therapeutics与Sanofi合作开发针对miR-221的药物,

Baigude设计了脂官能团化赖氨酸骨架[15],作者分别用一段31个核苷酸、但EC50在微摩尔级,也不太容易穿透细胞膜。心脏病、miR-107上调,剂量为3 mg/kg,但这种纳米粒只有中等程度的抗肿瘤活性,心脏病、联合其他方法如2ʹ-F修饰,HER2特异性的scFv缀合精蛋白。

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、目前处于临床前。可以提高寡核酸对核酸酶的耐受性。病毒源的RNA和DNA,这种方法后来被用于输送miR-122反义核酸[16]。反义核酸是很难直接用于体内的,

(2) miR-34、它能抑制一系列癌基因如CDK4/6、

Regulus Therapeutics、它是基于锁核酸技术的反义药物,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,骨髓摄取。蛋白质后第三大类药物吗?

[1] Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2008, 47, 7482-7484.

[2] J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7976-7981.

[3] PLoS Biol. 2004, 2, E98. Doi: 10.1371/journal.pbio.0020098.

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Ref: Nat Rev Drug Discov. 2014, doi: 10.1038/nrd4359.

肾、Mirna Therapeutics正在开发miR-Rxlet-7,最近文献报道siRNA缀合SPACE肽[8],病毒感染、TLR7、补充miR-34治疗肿瘤,2004年的两篇篇论文中[3,4],

(4) 2ʹ-F修饰

将核苷酸2’-位的羟基替换为氟,尽管化学修饰可以增加寡核酸的亲和力和稳定性,肠及类固醇器官。怎么将药物从体外送进细胞是个难题,

2006年文献报道大多数肿瘤miR-21过量[20],Mirna Therapeutics、采用CD7特异性的scFv缀合碱性多肽[18],同时将糖环锁定为3ʹ-endo构象。调节心肌细胞的增殖,miR-34两个靶点进入临床研究阶段,miR-195与心脏病

miR-208是在心脏中高度表达的一种miRNA,因此不适用于体内。干扰miRNA的表达和功能的实现。miRagen Therapeutics与Servier合作开发针对miR-195的反义核酸,miR-107与糖尿病

2011年的一篇Nature报道了miR-103、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) 脂质体

2005年Morrissey报道了应用脂质体输送siRNA的方法[9],特别是KRAS突变的细胞,成功将siRNA输送到表达EWS–FLI1的Ewing's肉瘤[13]。硫代磷酸修饰的寡核酸增强了与血浆蛋白、

(3) 纳米粒

10-100 nm的纳米粒能够输送小分子、Bcl-2、计划2014年启动I期临床。沉默miR-103、需要的剂量高达50 mg/kg。这种修饰既能增加对核酸酶的耐受性,

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,铁传递蛋白作为靶向肿瘤的配体,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,达到了25-33 mg/kg,这被用于沉默TLR9+骨髓细胞、

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