胆固醇功效化反义寡核苷酸，穿越血脑屏蔽敲低大脑中基果
撰文 | 考拉王的桉树
责编 | 兮
新冠疫苗让RNA药物进入大众的视野，而核酸药物中起步最早的要属反义寡核苷酸（ASOs）。ASOs是一种长度在18-30的单链寡核苷酸分子，通常含有一些骨架及碱基修饰以加强其药理特性【1】。通过碱基互补配对与目的mRNA联合，导致RNAseH介导的基因敲低，还能通过诸如转变mRNA剪切、按捺核糖体翻译等方法到达按捺基因表达的功效【2】。现在已有8款ASO药物获批上市，而inois是ASO药物范畴当之无愧的龙头。
因为ASO高特异性、靶向传统疗法无法到达的靶点的本领，使得其成为人类神经疾病治疗进展的抱负候选药物【3】。但因为血脑屏蔽和血脑脊液屏蔽的存在，通常只有分子量<450Da的疏水小分子药物才能通过这些屏障【4】。是以ASOs通常是通过侵入性的脑脊液注射的方法给药，这仍旧是ASO在中枢神经体系疾病的临床应用中最紧张的停滞之一。只管已有的履历评释脑脊液给药在大多数个别中具有精良的耐受性，但是鞘内注射比静脉注射更具侵入性，对付严峻腰椎侧凸或团结抗凝治疗的患者大概是困难的【5】。是以，一种可以或许有用的将ASO从血液运送到大脑的要领将黑白常有益的。
2021年8月12日，来自东京医科牙科大学的Takanori Yokota传授团队在 Nature Biotechnology 上颁发题为Cholesterol-functionalized DNA/RNA heteroduplexes cross the blood–brain barrier and knock down genes in the rodent CNS的事情，他们开辟了一种胆固醇修饰的DNA/RNA 杂化双链寡核苷酸分子 (Chlo-HDOs)，可以通过皮下或静脉注射的方法按捺大脑、脊髓细胞中目的基因的表达。通过更有用地穿越血脑屏蔽， Chlo-HDOs可以降服ASOs靶向中枢神经体系的困难，而无需脑脊液给药。
为了找到可以或许顺遂通过血脑屏蔽的修饰，作者合成并评估了14种亲脂化合物，包罗9种自然脂肪酸和甾醇，用于小鼠中枢神经体系的基因敲除。靶向MALAT1的单链ASO和脂质修饰的HDO静脉注射到小鼠体内，采纳qRT-PCR检测大脑皮层中MALAT1 RNA程度。效果表现，ASO没有敲低成效，多数亲脂分子修饰的HDO在CNS中的敲低成效不显着，但此中胆固醇修饰的HDO（Chol-HDO）单次静脉注射可低落约60%的MALAT1程度。接着，作者对HDO布局及注射次数举行进一步优化，多次注射Chol-HDO，大脑中MALAT1程度低落了90%。在中枢神经体系地区，包罗大脑皮层、小脑、纹状体、海马、脑干和脊髓，Chol-HDO也都体现出了雷同程度的成效。
在证明静脉注射Chol-HDO可以低落CNS中MALAT1基因表达之后，作者评估了该技能按捺临床相干基因靶点的本领。疾病相干的 DMPK、SOD1、GFAP基因在差别大脑地区中被乐成敲低。中枢神经体系中Chol-HDO药代动力学和药效学阐发评释，Chol-HDO重要存在于大脑皮层神经元和脊髓前角细胞的细胞质中，并且在大脑皮层中的半衰期（28.9天）善于肝脏或肾脏中，评释从大脑皮质中扫除Chol-HDO比肝脏或肾脏的扫除慢。
接着，作者举行了一系列试验，比力了满身运送（i.v.）Chol-HDO和直接脑脊液(i.c.v.)注射单链ASO的服从。单次静脉给药Chol-HDO体现出了与脑脊液注射单链ASO相称的PK/PD曲线。固然，到达同样的药效必要更大的注射量，别的在肝脏和肾脏中检测到更高含量的药物。
总之，本文开辟了一种胆固醇修饰的DNA/RNA 杂化双链寡核苷酸，可以静脉注射穿过血脑屏蔽，按捺中枢神经体系中的基因表达。Chol-HDO在小鼠和大鼠中具有精良的PK/PD谱，仅表现出轻细的毒性，可以到达脑脊液注射ASO雷同的药效。当前，环球有凌驾50个ASO药物处于临床研究阶段，此中大量针对中枢神经体系疾病，本文提出的脂质小分子修饰ASO计谋大概在将来神经性退行疾病的治疗中大放异彩。
