药物开发新里程碑:RNA 奈米药物

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从人类基因组,的最初定序中,发现约 98.5% 的基因组不编码蛋白质。随后的研究表明,不编码蛋白质的那些 DNA 大部分与调节细胞活动的短或长非编码 RNA 有关。除了化学和蛋白质药物的里程碑之外,早在 2014 年,郭培宣教授团队就已经提出 RNA 药物或标靶 RNA 的药物将成为药物开发的第三个里程碑。

此外,RNA 奈米技术首先由郭培宣教授在 1998 年证实概念。RNA 奈米技术是奈米级 RNA 结构的自下而上的自我组装。其特点是,RNA 奈米颗粒的多个支链可分别连接多个功能分子或药物。支链 RNA 功能分子,例如 miRNA、siRNA、ribozyme、aptamer 或 riboswitch 可以分别具有不同的功能,同时在体外和体内都能保持它们的地道的三级折叠和独立功能,因此,RNA 奈米颗粒可作为多功能递送平台。前期研究证明,将其全身注射到小鼠体内后,RNA 奈米粒子仍能保持完整,并与肿瘤强烈而特异的结合,而在正常器官中,其几乎没有可见的积累。其能抑制乳腺癌、前列腺癌、胃癌、脑胶质癌和结肠癌的实验已经在动物模型中做成功。至今的毒理试验,还没发现其毒性和副作用。

更重要的是,RNA 奈米粒子可耐受 70 – 100°C 的高温热力。RNA 奈米粒子的负电荷减少与带负电的细胞膜非特异性结合。RNA 是阴离子聚合物(多核酸),其可以产生具有确切大小,结构和化学计量的均匀 RNA 奈米颗粒。其尺寸为 10- 30nm 的 RNA 奈米颗粒既足以容纳治疗剂延慢肾脏排泄,但又足够小使之得以通过受体介导的胞吞作用而有效地进入细胞。RNA 奈米技术是来自小 RNA 构建模块的,可以化学合成小 RNA 片段后再自下而上组装而成,因而可大规模工业化生产。2′-修饰的 RNA 对 RNA 酶具有抗性,故其高度稳定的优点,使得 RNA 的药物将成为药物开发的第三个里程碑,指待可期。

延伸阅读:台湾癌症联合学术年会会议报导 (下):肿瘤突变负荷量(TMB)检测标准化、AI 医疗影像诊断、RNA 奈米技术与肿瘤医学

参考资料:
1. Shu, et al & Guo. Adv Drug Deliv Rev. 2014. 66:74.
2. Guo et al. Mol Cell. 1998, 2:149-155, Featured in Cell.

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