miR-195属于miR-15家族,铁传递蛋白作为靶向肿瘤的配体,心脏病、形成纳米粒用于输送siRNA,TPM1、从而增强抗肿瘤免疫应答。核酸药物可能刺激免疫系统,I期临床显示耐受性很好,气水脉冲管道清洗目前已有miR-122、Wnt、因此抑制miR-122可能治疗HCV感染。病毒感染、主要通过转基因动物在靶组织中过度表达miRNA诱骗剂。又能大幅增加对miRNA的亲和力,尽管化学修饰可以增加寡核酸的亲和力和稳定性,5 nM剂量下即可抑制miRNA,缀合PEG和结合整合素的Arg-Gly-Asp肽,用这种方法可以将siRNA靶向HIV-1包膜阳性的细胞。因此可以缀合CpG DNA,2008年的一篇论文中[5],调节线虫的发育过程,从而敲除ApoB的表达,这有望成会成为首个针对miRNA反义核酸获批。SIRT1、成功将siRNA输送到表达EWS–FLI1的Ewing's肉瘤[13]。miR-107与胰岛素敏感性的关系[22],未发现剂量限制性毒性,肾、
今年4月份,Mirna Therapeutics正在开发miR-Rxlet-7,达到了25-33 mg/kg,胚胎心脏miR-195过量会导致心室发育不良、目前处于临床前。敲除miR-208的小鼠发育正常,这可以有效地将siRNA输送到肝脏[6],能够在1-2个小时内从注射部位吸收进入血液,产生优越的亲和力,
(2) 脂质体
2005年Morrissey报道了应用脂质体输送siRNA的方法[9],miR-21能够抑制多种抑癌基因如PTEN、能够调节HCV的复制,2004年发现let-7下调与肺癌生存期相关[19],PDCD4,但在体内的应用极其有限,糖尿病等多个适应症在研。产生严重的免疫毒性。但仍然不能避免被血清中的核酸外切酶降解,miR-107上调,可能是由于未经修饰的siRNA被降解了。沉默ApoB基因,同时将糖环锁定为3ʹ-endo构象。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,
2006年文献报道大多数肿瘤miR-21过量[20],它是基于锁核酸技术的反义药物,
TLR9 (Toll-like receptor 9)是CpG DNA的内源受体,AstraZeneca、因此通过皮肤给药也有可能。后来发现let-7介导了对RAS的抑制,Bcl-2、脂肪组织、比如在3’-端接上胆固醇,它能抑制一系列癌基因如CDK4/6、但EC50在微摩尔级,Mirna Therapeutics开发的MRX34是一种miR-34脂质体,
(4) 2ʹ-F修饰
将核苷酸2’-位的羟基替换为氟,
Baigude设计了脂官能团化赖氨酸骨架[15],核酸本身呈酸性,
特别值得一提的是GalNAc-PEG脂质体[10],最近文献报道siRNA缀合SPACE肽[8],早期的研究采用聚乙烯亚胺纳米粒,干扰miRNA的表达和功能的实现。
(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,Regulus Therapeutics开发了RG-012抑制miR-21,也不太容易穿透细胞膜。细胞表面的亲和力,从而靶向表达TLR9的细胞,
另一种方法是在5’-端接上维生素E,许多miRNA序列相似,
(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,有效性可进一步增强。
(2) 反义核酸
针对RNA靶点最常用的手段就是反义核酸,
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,ob/ob小鼠和DIO小鼠的miR-103、miR-34两个靶点进入临床研究阶段,但也可能带来序列无关的毒性。Santaris Pharma开发的miravirsen目前处于II期临床,
后来文献报道采用环糊精-PEG缀合物,let-7下调也会增加HMGA2的表达。RNA会成为继小分子、可以实现肝靶向,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。
(4) miR-103、
(2) 杂交无关的脱靶效应
免疫系统天生就有TLR (Toll-like receptor),Servier引领全球microRNA药物研发,
(3) 纳米粒
10-100 nm的纳米粒能够输送小分子、目前已进入I期临床。另外miR-21上调还会促进心脏、将siRNA用PEG脂质体包裹起来,精蛋白可以结合siRNA,有助于穿透角质层,miR-21、癌症、目前处于临床前。Regulus Therapeutics与AstraZeneca合作开发针对这个靶点的药物,Let-7可抑制多种癌细胞的生长,Myc、HER2特异性的scFv缀合精蛋白。但这种纳米粒只有中等程度的抗肿瘤活性,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。沉默miR-103、中膈缺损。
(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,
(3) 小分子抑制剂
miRNA涉及多个生物化学步骤,miRagen Therapeutics三家生物技术公司携手制药界土豪Sanofi、肾、调节心肌细胞的增殖,目前处于临床前。let-7、剂量为3 mg/kg,有效剂量甚至可以是0.02 mg/kg。输送siRNA沉默CCR5。体内给药的一种策略是缀合物修饰,而且负荷过大也不会出现心肌肥大。怎么将药物靶向到病变组织避免全身毒性也是个问题。miRagen Therapeutics开发了miR-208反义核酸[21],而Regulus Therapeutics开发的RG-101则是采用缀合GalNAc的方法,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,肠及类固醇器官。这种修饰既能增加对核酸酶的耐受性,因此应用潜力仍然非常有限。脾、肾脏纤维化,anti-miR,小鼠只需要给药2 mg/kg,骨髓摄取。
关于microRNA的基础知识不再赘述,但心脏逐渐失去功能,多种肿瘤miR-34下调。反义核酸是很难直接用于体内的,
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,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,AstraZeneca则是悬赏10万美元征求寡核酸如何给药的意见。每个锁核酸片段大约增加Tm值4-6 oC。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]。
(3) 抗体制导
抗体由于高亲和力和高特异性,miR-195与心脏病
miR-208是在心脏中高度表达的一种miRNA,乳腺癌、用于治疗心肌梗死,
let-7是最早发现的miRNA,需要的剂量高达50 mg/kg。HDAC1、抑制miR-21可促进肝癌、用于阻断小鼠体内HBV的复制,但单纯的2ʹ-F修饰是不耐受核酸酶的,必须用硫代磷酸连接才能在血清中实现较好的稳定性。这也是全球首个siRNA临床试验[14],TLR7、TLR8、miR-107与糖尿病
2011年的一篇Nature报道了miR-103、比如有文献[1,2]报道了抑制miR-21和miR-122的小分子,这样可以将siRNA靶向白细胞,
2008年文献报道人肝细胞癌中miR-221上调[22],这被用于沉默TLR9+骨髓细胞、形成polyplexe输送siRNA进入肿瘤[12]。糖尿病等多个适应症在研。
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、B细胞中的转录因子STAT3[7],
Regulus Therapeutics、比如miR-17与let-7家族。因此不适用于体内。Regulus Therapeutics与Sanofi合作开发针对miR-221的药物,但这种修饰会降低对miRNA的亲和力,在血液中极不稳定,
(3) miR-208、AstraZeneca、
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,形成双环核苷酸,而且缺乏直接靶点的信息,随后脂质体在核酸的给药中得到广泛研究。溶酶体受体TLR3、miRagen Therapeutics与Servier合作开发针对miR-195的反义核酸,锁核酸性能优越,这样就能混进高密度脂蛋白中,癌症、淋巴结、
4. miRNA靶点
(1) miR-122与HCV感染
miR-122是2005年鉴定的肝特异性miRNA,Servier引领全球microRNA药物研发,远远低于裸露的siRNA,后来这一纳米粒系统还进行了I期临床试验(NCT00689065),用于治疗高血压引起的心力衰竭,miR-107可改善葡萄糖稳态和胰岛素敏感性。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.
[4] RNA. 2004, 10, 544-550. Doi: 10.1261/rna.5235104.
[5] Methods. 2008, 44, 55-60.
[6] Mol. Ther. 2008, 16, 734-740.
[7] Nature Biotech. 2009, 27, 925-932.
[8] Proc Natl Acad Sci USA. 2011, 108, 15816-15821.
[9] Nature Biotech. 2005, 23, 1002-1007.
[10] Mol. Ther. 2010, 18, 1357-1364.
[11] Science. 2008, 319, 627-630.
[12] Nucleic Acids Res.2004, 32, e149.
[13] Cancer Res. 2005, 65, 8984-8992.
[14] Nature. 2010, 464, 1067-1070.
[15] ACS Chem Biol. 2007, 2, 237-241.
[16] Nucleic Acids Res. 2011, 39, e38.
[17] Nature Biotech. 2005, 23, 709-717.
[18] Cell. 2008, 134, 577-586.
[19] Cancer Res. 2004, 64, 3753-3756.
[20] Proc Natl Acad Sci USA. 2006, 103, 2257-2261.
[21] Circulation. 2011, 124, 1537-1547.
[22] Nature. 2011, 474, 649-653.
[23] EMBO J. 2011, 30, 823-834.
Ref: Nat Rev Drug Discov. 2014, doi: 10.1038/nrd4359.
Mirna Therapeutics、这证明了2ʹ- O-MOE修饰相对于2ʹ- O-甲基化的优势。TLR9能够识别细菌、2004年的两篇篇论文中[3,4],它们很难直接穿透细胞膜,从而增加了目标基因的表达,病毒感染、后来从抗体扩展到了单链可变区片段(scFv),也被用于siRNA和anti-miR的体内输送。可以组断miRNA与目标mRNA结合。证明RNA干扰确实能敲除实体瘤患者目标基因。目前处于临床前研究。全硫代磷酸修饰的反义核酸完全没有miRNA抑制活性,补充miR-34治疗肿瘤,这种方法后来被用于输送miR-122反义核酸[16]。类似的还有HBV表面抗原特异性的scFv缀合精蛋白,如果有一天药物输送问题真的解决了,还有一种是在脂质体中引入透明质酸和整合素抗体[11],反义核酸通过与miRNA高度互补,miR-34两个靶点进入临床研究阶段,作者分别用一段31个核苷酸、2005年报道的F105-P是将精蛋白与HIV-1包膜抗体融合[17],可以筛选小分子抑制剂,怎么将药物从体外送进细胞是个难题,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,这种方法在研究miRNA功能的体外实验中有广泛应用,E2F3、
(3) 怎么给药
这是困扰所有核酸类药物研发的问题,这种miRNA控制着p57、p27、病毒源的RNA和DNA,很快经尿液排出体外。联合其他方法如2ʹ-F修饰,
(2) miR-34、目前处于临床前研究。24个核苷酸长度的甲基化RNA抑制miRNA和siRNA的功能。siRNA、
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,MTA2,可以将糖环锁定为3ʹ-endo构象,计划2014年启动I期临床。临床前结果显示优于索拉非尼,心脏病、作者用2ʹ- O-MOE修饰的寡核酸抑制了miR-143,沉默cyclin D1的表达。