近年來，日本的研究團隊在中央神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）疾病的靶向治療方面取得了重要進展。他們利用修飾堿基和糖的反義寡核苷酸（ASOs），顯著提高了這些分子的臨床應用效果。這項研究由東京醫(yī)科齒科大學（TMDU）和大阪大學的研究人員共同完成，成果發(fā)表在《分子治療——核酸》期刊上。

優(yōu)化神經(jīng)疾病的ASOs

近年來，隨著越來越多的ASO藥物獲得FDA批準，反義寡核苷酸藥物的研發(fā)取得了顯著進展。然而，ASO藥物的開發(fā)仍面臨一些挑戰(zhàn)，例如脫靶效應、免疫刺激反應、高暴露器官的毒性以及血小板減少癥等副作用。

一種有效的策略是使用“間隙寡核苷酸”（gapmer）ASOs。這些ASOs由中央DNA片段和兩側修飾的核苷酸組成，通過與目標RNA的序列互補結合，招募核糖核酸酶H，從而誘導目標RNA的降解。

間隙寡核苷酸的挑戰(zhàn)

盡管間隙寡核苷酸（gapmers）在理論上很有前途，但在實際應用中仍存在問題。例如，在治療肌萎縮側索硬化癥（ALS）的三期臨床試驗中，注射ASO藥物tofersen雖然顯示出減緩臨床功能衰退的趨勢，但也引發(fā)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不良事件，如腦膜炎。盡管FDA已經(jīng)加速批準了tofersen，但開發(fā)高效且低毒性的gapmer ASOs用于治療不同的CNS疾病仍然是一個亟待解決的問題。

基礎和糖修飾降低CNS毒性

為了解決這些問題，來自佐久間教授和橫田教授實驗室的研究人員開發(fā)了一種新的化學修飾方法——2′,4′-BNA/LNA結合9-（氨基乙氧基）苯并噁嗪（BNAP-AEO）。這種修飾涉及堿基和糖的改造，其中9-（氨基乙氧基）苯并噁嗪被稱為G-clamp，是一種修飾的胞嘧啶類似物，可以與鳥嘌呤形成額外的氫鍵，從而增強雙鏈結構的穩(wěn)定性。

研究發(fā)現(xiàn)與實驗結果

之前的研究表明，含有G-clamp的gapmer ASOs在實驗室中通過轉染展示了顯著的基因沉默效果。相比之下，含有BNAP-AEO的寡核苷酸不僅對互補RNA的降解表現(xiàn)出更高的抵抗力，還對外切酶降解表現(xiàn)出更強的抵抗力。

為了評估BNAP-AEO的治療潛力，研究團隊進行了進一步的實驗。共同第一作者松林太樹、吉岡孝太郎和蘇蘇雷蒙創(chuàng)建了不同的gapmer ASOs，這些ASOs專門靶向與肺腺癌轉移相關的轉錄本（Malat1 RNA）。他們評估了這些ASOs與互補RNA的結合強度、基因沉默效果以及在活體中的急性毒性。

研究結果

研究結果顯示，含有BNAP-AEO修飾的ASOs在三個方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。首先，與未修飾的ASOs相比，含有BNAP-AEO修飾的ASOs對互補RNA表現(xiàn)出更高的親和力。其次，這些ASOs在體內外實驗中均表現(xiàn)出有效的基因沉默效果。最后，當這些含有BNAP-AEO修飾的ASOs通過腦室內注射（ICV）途徑注射到小鼠體內時，其急性CNS毒性顯著低于未修飾的ASOs。

未來展望

這項研究突顯了含有BNAP-AEO的ASOs在基因沉默效果和低急性CNS毒性方面的優(yōu)勢，表明其在未來治療應用中的潛力。研究人員希望這些改進能夠為CNS疾病的治療帶來新的突破，進一步推動ASO藥物的發(fā)展。

參考文獻：https://www.cell.com/molecular-therapy-family/nucleic-acids/fulltext/S2162-2531(24)00048-9?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2162253124000489%3Fshowall%3Dtrue#secsectitle0010

編輯：王洪

排版：李麗