通过减缓细胞内运输提高反义寡核苷酸疗效
人类细胞中的内体（绿色）。[Biozentrum, University of Basel]
反义寡核苷酸（ASOs）是由DNA或锁核酸（LNA）制成的短链、修饰过的单链寡核苷酸，具有更高的稳定性、活性和生物利用度。它们通过序列互补性与RNA结合，并能改变目标RNA的表达（和/或剪接模式）。这些前景广阔的疗法目前被用于治疗罕见的遗传疾病。基于RNA的疗法已经在成功治疗肌萎缩侧索硬化症（ALS）和杜氏肌营养不良等先前无法治愈的遗传性疾病中得到应用。
然而，一个关键挑战是大多数ASOs无法到达细胞内的预期目标。为了靶向RNA，ASOs必须穿过细胞膜。现在，一项新研究表明，减缓RNA药物在细胞内的运输速度可能增强其疗效。
这项工作发表在《自然通讯》上，题为“CRISPR/Cas9筛选揭示调控细胞反义寡核苷酸活性的内体-高尔基体界面蛋白”。
通过全基因组CRISPR/Cas9敲除筛选，研究人员系统地敲除了数千个基因，以研究它们对ASO疗效的影响。“我们发现了大量能够改善或削弱ASO活性的基因，”罗氏公司高级科学家Liza Malong博士表示，“其中许多基因参与了ASOs在细胞内的运输。”
一旦进入细胞，大多数ASOs会被细胞摄取并通过小运输囊泡到达内体。为了发挥治疗作用，它们必须从内体中逃逸。否则，它们会被标记为“细胞废物”，并迅速转运到溶酶体进行降解。由于只有少量ASOs能够成功逃逸，其整体疗效受到限制。ASOs从内体中逃逸的可能性与细胞内运输速度密切相关：它们在内体中停留的时间越长，逃逸的机会就越大。
“通过选择性关闭这个基因，ASOs会在特定内体中停留更长时间，”罗氏公司首席研究员Filip Roudnicky博士解释道，“这种延长的停留时间增加了它们从内体中逃逸并发挥作用的机会。”
研究团队发现，AP1M1基因在此过程中起着关键作用：它调节内体到溶酶体的运输。更具体地说，作者写道，包括AP1M1和TBC1D23在内的不同靶点将ASO活性与高尔基体和内体之间的货物运输联系起来。“AP1M1的缺失通过延迟内体到溶酶体的运输显著提高了ASO活性，无论是在体外还是体内。延长ASOs在内体系统中的停留时间可能会增加其逃逸的可能性，”他们写道。
在细胞培养和小鼠模型中，这种方法显著提高了ASO的疗效，而无需增加剂量。
“因此，更有效疗法的关键不仅在于药物本身，还在于细胞内的运输过程，”巴塞尔大学Biozentrum教授Anne Spang博士补充道，“这一概念也可能适用于其他药物，甚至细菌和病毒病原体。缩短病原体在内体中的停留时间可以减少它们逃逸并在细胞内复制的机会。这可能成为对抗感染的新策略。”
(全文结束)
