新化學(xué)修飾提高ASO靶向中樞神經(jīng)系統(tǒng)

日本的一個(gè)研究小組已經(jīng)證明，使用堿基和糖修飾的反義寡核苷酸(ASOs)可以提高臨床治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)疾病的有效性。這種被稱為2′,4′-BNA/LNA與9-(氨基乙氧基)苯惡嗪(BNAP-AEO)的改變，增強(qiáng)了ASOs與互補(bǔ)RNAs強(qiáng)結(jié)合的能力，有效抑制基因，并最大限度地減少急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性。這項(xiàng)研究由東京醫(yī)科和牙科大學(xué)(TMDU)和大阪大學(xué)進(jìn)行，同行評(píng)議的文章發(fā)表在《Molecular Therapy—Nucleic Acids》雜志上。

優(yōu)化神經(jīng)系統(tǒng)疾病的ASO

近年來，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了越來越多的ASO藥物用于臨床。然而，ASO藥物開發(fā)的進(jìn)展一直受到其負(fù)面影響的阻礙，如脫靶效應(yīng)、免疫刺激效應(yīng)、高暴露器官毒性和血小板減少癥。

抵消這些不利影響的有效策略涉及利用“間隙”ASO，它由被修飾的核苷酸包圍的中心DNA片段組成。通過利用序列互補(bǔ)，間隙子與轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行雜交，導(dǎo)致核糖核酸酶H的募集，隨后誘導(dǎo)目標(biāo)RNA降解。

然而，即使是攝影師也難免會(huì)遇到問題。在一項(xiàng)針對(duì)肌萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)的III期試驗(yàn)中，鞘內(nèi)給藥ASO凝血素顯示出減少臨床功能下降的趨勢(shì)。然而，它也會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)的不良事件，如腦膜炎。雖然FDA已經(jīng)加速批準(zhǔn)了tofersen，但仍需要開發(fā)具有高沉默功效和低中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性的gapmer ASOs來治療不同的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

堿和糖改性可降低ASO對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的毒性

最近，來自Satoshi Obika和Takanori Yokota實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)明了一種新的化學(xué)修飾，稱為含有9-(氨基乙氧基)苯惡嗪(BNAP-AEO)的2′,4′-BNA/LNA。這種修飾包括堿修飾和糖修飾。9-(氨基乙氧基)苯惡嗪，被稱為G-clamp，是一種修飾的胞嘧啶類似物，與鳥嘌呤形成額外的氫鍵。這種修飾增強(qiáng)了其形成雙鏈結(jié)構(gòu)的能力。

先前的研究表明，含有G-clamp的gapmer ASOs通過轉(zhuǎn)染在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中表現(xiàn)出顯著的基因沉默。相比之下，含有BNAP-AEO的寡核苷酸對(duì)互補(bǔ)RNAs的降解表現(xiàn)出了更強(qiáng)的抵抗力，相比之下，只有G-clamp，只有2′,4′-BNA/LNA修飾的寡核苷酸，或者在糖部分，堿基和核苷酸連鎖中沒有任何化學(xué)修飾的未修飾的寡核苷酸。此外，含有BNAP-AEO的寡核苷酸對(duì)外切酶降解的抗性增強(qiáng)。

共同主要作者Taiki Matsubayashi、Kotaro Yoshioka和Su Su Lei Mon進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以評(píng)估BNAP-AEOs作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病潛在治療方法的有效性。評(píng)估是在一個(gè)活的有機(jī)體中進(jìn)行的?？茖W(xué)家們創(chuàng)造了不同的間隙分子ASOs，如BNAP-AEO或其衍生物，專門針對(duì)與肺腺癌轉(zhuǎn)錄-1 (Malat1) RNA相關(guān)的轉(zhuǎn)移。然后，他們?cè)u(píng)估了它們與互補(bǔ)RNAs結(jié)合的強(qiáng)度，它們?cè)趯?shí)驗(yàn)室和生物體中沉默基因的能力，以及它們?cè)谥袠猩窠?jīng)系統(tǒng)中引起急性毒性的潛力。

該研究揭示了關(guān)于使用ASOs與BNAP-AEO的三個(gè)重要觀察結(jié)果。經(jīng)過BNAP-AEO修飾的ASOs對(duì)互補(bǔ)RNAs的親和力高于未經(jīng)過BNAP-AEO修飾的ASOs。其次，在體外和體內(nèi)研究中，經(jīng)過BNAP-AEO修飾的ASOs對(duì)靶基因表現(xiàn)出有效的基因沉默作用。最后，經(jīng)BNAP-AEO修飾的ASOs經(jīng)ICV途徑注射小鼠后，其急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性(通過露天試驗(yàn)和評(píng)分系統(tǒng)測(cè)量)明顯低于未經(jīng)BNAP-AEO修飾的ASOs。

該研究強(qiáng)調(diào)了含有BNAP-AEO的ASOs具有有效的基因沉默作用和低急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)毒性，表明了未來治療應(yīng)用的可能性。

來源：Molecular Therapy—Nucleic Acids

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學(xué)式：C4H8O）是一種有機(jī)化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 功能團(tuán)：異丁醛分子中含有一個(gè)醛基（─CHO功能團(tuán)），即碳氧雙鍵和一個(gè)氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機(jī)溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學(xué)物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導(dǎo)入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導(dǎo)入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。